A low-cost robust configuration for the temperature monitoring within the payload of any microwave oven with a rotating turntable

This contribution aims to be a reference to help researchers build up their own microwave heating systems for monitoring the temperature evolution of a payload with almost endlessly (limited by the batteries capacity of the measuring system) rotational movements. Its robustness is because it allows keeping sensors in place thus avoiding the fiber optics wringing/twisting while the payload is rotating. The proposed system facilitates the rotation of the temperature equipment located over the microwave oven synchronously with the payload, while its data is transferred in real time by an RF transmitter/receiver device connected to its serial data port. The fiber optic sensors deployed from the temperature equipment ports to the measuring points are arranged with the rotation axis through a hollowed shaft to minimize mechanical stresses. The equipment operation, its configuration, and the data transmissions are controlled wirelessly by a laptop computer. The prototype presented in this paper was implemented for a total budget amount of 6500 €

A novel technique for sterilization using a power self-regulated single-mode microwave cavity

In this paper, a novel technique to achieve precise temperatures in food sterilization has been proposed. An accurate temperature profile is needed in order to reach a commitment between the total removal of pathogens inside the product and the preservation of nutritional and organoleptic characteristics. The minimal variation of the target temperature in the sample by means of a monitoring and control software platform, allowing temperature stabilization over 100 °C, is the main goal of this work. A cylindrical microwave oven, under pressure conditions and continuous control of the microwave supply power as function of the final temperature inside the sample, has been designed and developed with conditions of single-mode resonance. The uniform heating in the product is achieved by means of sample movement and the self-regulated power control using the measured temperature. Finally, for testing the sterilization of food with this technology, specific biological validation based on Bacillus cereus as a biosensor of heat inactivation has been incorporated as a distribution along the sample in the experimental process to measure the colony-forming units (CFUs) for different food samples (laboratory medium, soup, or fish-based animal by-products). The obtained results allow the validation of this new technology for food sterilization with precise control of the microwave system to ensure the uniform elimination of pathogens using high temperatures.This work was supported by the Ministerio de Economía y Competitividad under the project with reference DPI2014-61857-EXP

Calentamiento microondas de polvo metálico para impresión 3D

En este trabajo se describe el diseño de un sistema de pre-calentamiento en el aire para flujos de polvo metálico estrechos por radiación de microondas. Se realizó una caracterización dieléctrica sobre temperaturas de 20 a 800ºC mediante medida de permitividad inversa. El aplicador de calentamiento está formado por una guía de onda WR340 cortocircuitada, alimentada por un magnetrón mediante un launcher. Entre estos dos sistemas, se introduce un aislador (circulador más carga de agua) evitando daños en el magnetrón. La zona donde se realiza el procesamiento de los materiales se encuentra en el lóbulo central del modo TE103 excitado en la cavidad. Se realizó un control de temperatura, obteniéndose imágenes con microscopio electrónico de barrido (SEM) para analizar el efecto de calentamiento en las partículas de polvo tanto en un escenario estático como dinámico. A pesar de las condiciones casi de vacío en el aplicador se logró una buena sintonización y altas velocidades de calentamiento del polvo.Centro Universitario de la Defensa. Escuela de Turismo de Cartagena. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial UPCT. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación (ETSIT). Escuela de Ingeniería de Caminos y Minas (EICM). Escuela de Arquitectura e Ingeniería de Edificación (ARQ&IDE). Parque Tecnológico de Fuente Álamo. Navantia. Campus Mare Nostrum. Estación Experimental Agroalimentaria Tomás Ferro

Diseño e implementación de un sistema de esterilización y secado de sandach con tecnología multimodo de microondas y su transferencia a la industria pecuaria

[SPA] Este trabajo aborda el desarrollo y prueba de concepto de nuevos métodos de secado por microondas, que garanticen una uniformidad de calentamiento viable en todo el volumen del producto para cumplir con las condiciones de esterilización de SANDACH. Se han analizado los modelos válidos de diseño de aplicadores para dar solución al secado por microondas de los desechos procedentes de piscifactorías. En este trabajo se describen técnicas de diseño de aplicadores (monomodo y multimodo), con el objetivo de obtener un campo eléctrico lo más uniforme posible sobre la muestra. Para poder medir la esterilización, se han diseño una nueva generación de biosensores que puedan garantizar la seguridad alimentaria. Este modelo se ha basado en microorganismos que permiten conocer de forma precisa la variabilidad de calentamiento en todo el producto y cuantificar los niveles de seguridad. Se ha diseñado una cavidad monomodo resonante, para realizar pruebas de calentamiento en atmósfera de presión de pequeñas muestras (tubo de ensayo), de tal modo que se garantice la uniformidad de calentamiento en la muestra, y con sensores de temperatura que monitoricen el tratamiento, permitiendo validar la eficacia de los biosensores. Se han desarrollado los cálculos conducentes a la configuración óptima del horno túnel de microondas para diferentes objetivos de temperatura en muestras de SANDACH, con la inclusión de los biosensores, implementando, así un equipo semi-industrial, diseñado por el Grupo I+D Electromagnetismo y Materia. Y se recogen los resultados experimentales, medidos en los diseños de los aplicadores desarrollados, fundamentalmente de uniformidad en la cavidad monomodo y análisis bacteriológico y uniformidad en el calentamiento en el proceso de esterilización para el diseño del horno industrial.[ENG] This work addresses the development and proof of concept of new microwave drying methods, which ensure viable heating uniformity throughout the product volume to meet SANDACH sterilization conditions. Valid applicator design models have been analyzed to provide a solution for microwave drying of waste from fish farms. In this work, applicator design techniques (single and multimode) are described, with the aim of obtaining the most uniform electric field possible on the sample. To be able to measure sterilization, a new generation of biosensors have been designed that can guarantee food safety. This model has been based on microorganisms that make it possible to know precisely the heating variability throughout the product and to quantify the safety levels. A single-mode resonant cavity has been designed to carry out heating tests in pressure atmosphere of small samples (test tube), in such a way that the heating uniformity in the sample is guaranteed, and with temperature sensors that monitor the treatment, allowing to validate the effectiveness of biosensors. The calculations leading to the optimal configuration of the microwave tunnel oven have been developed for different temperature objectives in SANDACH samples, with the inclusion of biosensors, thus implementing a semi-industrial equipment, designed by the Electromagnetism and Matter I+ D Group of the UPCT. And the experimental results are collected, measured in the designs of the developed applicators, fundamentally of uniformity in the single-mode cavity and bacteriological analysis and uniformity in heating in the sterilization process for the design of the industrial oven.Escuela Internacional de Doctorado de la Universidad Politécnica de CartagenaUniversidad Politécnica de CartagenaPrograma de Doctorado en Tecnologías de la Información y las Comunicacione