 |
 |
 |
 |
|---|---|---|---|
 |
 |
 |
 |
Ideea inovativă a unei structuri de cristal fotonic a fost formulată de către colectivul de cercetare ca şi concept. Nu a fost însă testată într-un sistem de omogenizare a distribuţiei de câmp de microunde pentru o aplicaţie comercială de preparare de alimente (în cuptor de microunde comercial). Ca urmare, s-a pornit de la un nivel de cercetare TRL2. S-a proiectat şi s-a realizat o configuraţie de omogenizator (MHD) cu cristal fotonic static (PCY), o structură compactă (fără piese în mişcare, spre deosebire de omogenizatoarele clasice din cuptoarele cu microunde) care poate fi uşor introdusă şi extrasă dintr-un cuptor cu microunde comercial. Această structură (MHD-PCY) a fost proiectată astfel încât să fie atât suport pentru alimentele introduse în cuptor spre procesare, cât şi omogenizator al câmpului de microunde din incinta cuptorului, asigurând astfel un tratament termic uniform al alimentelor. După implementarea proiectului s-a atins un nivel de maturitate tehnologică TRL4. Produsul rezultat, un model experimental de omogenizator (MHD) cu cristal fotonic (PCY) static adaptat pentru un cuptor cu microunde comercial, reprezintă un prototip validat la nivel de laborator. Rezultatele testelor au confirmat că produsul realizat pornind de la componentele individuale funcţionează ca ansamblu, alcătuind un sistem de omogenizare a distribuţiei de câmp de microunde ce asigură îmbunătăţirea preparării (gătirii) alimentelor în cuptoarele cu microunde de uz casnic. |
|||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|||||||||
Rezultate obţinute |
|||||||||
 |
|||||||||
Figura 1. Configuraţia de proiectare a cristalului fotonic static (PCY) |
|||||||||
Ansamblul de omogenizare cu cristal fotonic (MHD-PCY) asigură un transfer selectiv între intrarea de microunde a cuptorului cu microunde clasic (cu două fante de intrare) şi cea de ieşire din cristal, aflată într-un plan perpendicular pe planul de intrare, realizând şi o omogenizare a densităţii de putere a undei transmise |
|||||||||
 |
|||||||||
Figura 2. Configuraţie 3D a incintei cuptorului cu microunde, cu structura PCY introdusă în incinta de tratament. Uşa cuptorului este în poziţie frontală. L = 450 mm, H = 212 mm, W = 420 mm, F = 115 mm, FH = 160 mm |
|||||||||
 |
|||||||||
Figura 3. Ansamblul de omogenizare cu cristal fotonic |
|||||||||
Metoda pentru caracterizarea distribuţiei densităţii de putere în volumul unui cuptor cu microunde prin utilizarea unei camere fotografice sensibile în infraroşu (IR) se bazează pe înregistrarea imaginii termice a unui traductor termografic, un multistrat dielectric care conţine alternativ straturi uniform distribuite ce se încălzesc în microunde. Traductorul se expune la microunde o singură dată, apoi, într-un timp scurt, straturile absorbante sunt fotografiate succesiv în IR. Între temperatură şi densitatea de putere este o dependenţă liniară |
|||||||||
 |
|||||||||
Figura 4. Metoda IR derivată din metoda termografică: |
|||||||||
 |
|||||||||
Figura 5. Distribuţia în volum a temperaturii: A – distribuţia în volum a temperaturii în cuptorul comercial; A1 – aceeaşi distribuţie, în secţiune diagonală; B – distribuţia în volum a temperaturii în cuptorul comercial cu ansamblul de omogenizare MHD-PCY montat; B1 – aceeaşi distribuţie, în secţiune diagonală; C – scala de culoare a temperaturilor, în domeniul 20-50 grade C. Săgeţile albastre indică zona şi direcţia de iradiere cu microunde. In figurile A, A1 sunt reprezentate şi fantele cuptorului cu microunde comercial. In figurile B, B1 omogenizatorul MHD-PCY este la baza volumului de distribuţie (nefigurat). |
|||||||||
Testarea omogenităţii de tratament termic s-a făcut pentru două situaţii: cazul reţetei "cremă de ouă" şi cazul reţetei "ruladă de carne" (European Standard EN 60705, Household microwaves ovens – methods for measuring performance (IEC 60705:2010 modified), May 2012). Pentru fiecare din cele două reţete specifice s-a evidenţiat optimizarea procesării termice a alimentelor, în cazul utilizării sistemului de omogenizare MHD-PCY în cuptorul comercial. Au rezultat alimente procesate uniform în întreg volumul, fără zone prea mult sau prea puţin gătite. Timpul de preparare a fost relativ scurt. Nu a fost necesară amestecarea mecanică a alimentelor şi nici perioade de repaus, in afara cuptorului, pe parcursul procesului de gătire. |
|||||||||
|
|||||||||
 |
|||||||||
Figura 7. Ruladă de carne preparată în cuptorul cu microunde comercial, |
|||||||||
Diseminare
Premii
|
|||||||||
