РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТОВ СВЧ УСТАНОВКИ СО СФЕРИЧЕСКИМ РЕЗОНАТОРОМ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ БОЕНСКИХ ОТХОДОВ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Совершенствование микроволновой технологии и конструктивного исполнения установок, обеспечивающих совмещения процессов обезвоживания, измельчения и термообработки непищевых отходов убоя животных, является актуальной задачей. В работе пользовались статистической обработкой результатов исследования с применением компьютерных программ Microsoft Excel 10.0, Statistic 5.0, трехмерного моделирования конструктивного исполнения СВЧ установок в программе Компас-3D V15. Разработанная СВЧ установка со сферическим перфорированным резонатором обеспечивает совмещения процессов обезвоживания, измельчения и термообработки сырья в непрерывном режиме. Она содержит в сферическом экранирующем корпусе, с приемным и выгрузным патрубками, вращающийся сферический резонатор. По вертикальной оси резонатора проложен диэлектрический вал, вращающийся от электродвигателя. Верхние части сферического экранирующего корпуса и сферического резонатора, диаметр которого согласован с длиной волны, максимально приближены друг другу, и имеют соосные отверстия для закрепления приемного патрубка и диэлектрического вала. С наружной стороны экранирующего корпуса измельчитель и сверхвысокочастотные генераторы установлены так, что излучатели направлены внутрь вращающегося сферического резонатора равномерно по периметру диэлектрического пластинчатого сегмента. Сферический резонатор перфорирован, размеры отверстий согласованы с размерами частиц готовой продукции. Разработана операционно-технологическая схема работы установки со сферическим дифракционным резонатором для термообработки сырья в непрерывном режиме. Проведена оценка микробиологических показателей непищевых отходов убоя животных после воздействия ЭМПСВЧ. В результате исследований разработана микроволновая технология термообработки непищевых отходов убойных животных с высокой влажностью для линии производства белкового корма с использованием сферического перфорированного резонатора. Проведена положительная оценка микробиологических показателей продукта, обработанного в электромагнитном поле сверхвысокой частоты.

Ключевые слова:
генератор сверхвысокой частоты, перфорированный или дифракционный сферический резонатор, непищевые отходы убоя животных, непрерывный режим работы, экранирующий корпус, измельчитель, влажное сырье.
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

Для переработки непищевых отходов убоя и переработки птицы и животных имеются разные технологии и технические средства, поэтому необходимо обосновать подбор наиболее эффективного метода. Переработка такого сырья  предполагает получение биологически ценного, безопасного и стойкого при хранении корма для животных. Необходимое условие достижения этой цели – термообработка непищевых отходов животного происхождения для их обеззараживания и обезвоживания. Для получения высококачественного кормового продукта, в котором максимально сохраняется биологическая ценность исходного сырья, необходимо свести к минимуму время термообработки и использовать экономичные и экологически чистые технологии.

Известно, что отходы убоя животных варят острым паром в специальных котлах, под давлением. Существует большое разнообразие конструкций варочного котла паровой группы, отличающихся технологией производства. Котлы периодического действия работают по принципу загрузки сырья через определенные промежутки времени. Варочные котлы непрерывного действия работают по принципу конвейера. Компоненты загружают в котел, нагревают, перемешивают, отстаивают и выгружают [12]. Главное преимущество – это технология исключает подгорание, но процесс очень длительный.

При использовании нагрева сырья с помощью энергии сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний из-за проникновения волны в сырье происходит преобразование этой энергии в тепло не на поверхности, а в его объеме, и поэтому можно добиться более интенсивного нарастания температуры при большей равномерности нагрева по сравнению с традиционными способами. Это обеспечивает улучшение качества продукта, стерильность процесса и безынерционность регулирования нагревом [7, 8, 9].

Имеющие СВЧ установки, изготовленные с использованием нескольких источников энергии, требуют специальных средств защиты магнетронов от отраженной мощности; в них сложно обеспечить равномерность нагрева сырья [14]. Анализируя существующие аппаратные решения СВЧ установок, можно сделать выводы [10, 15, 16]:

1) для передачи энергии от магнетрона к нагрузке без потерь, необходимо согласовать все элементы электродинамической системы (генератор-резонатор-нагрузка);

2) изменение характеристик сырья при воздействии ЭМПСВЧ приводит рассогласованию нагрузки с волноводом;

3) самой максимальной собственной добротностью обладают резонаторы сферического исполнения.

 

Список литературы

1. Белова М.В. Повышение эффективности функционирования многомодульных агрегатов для агроинженерных технологий / М.В. Белова, Б.Г. Зиганшин // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2013.-№ 3 (29). - С. 49-52.

2. Белова М.В. Установка для термообработки крови с.-х. животных / М.В. Белова, Б.Г. Зиганшин, Н.Т. Уездный // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2013. - № 3 (29). - С. 53-56.

3. Белова М.В. Использование СВЧ техники для термообработки крови убойных животных / М.В. Белова, Н.Т. Уездный // Известия Оренбургского ГАУ: 2014, № 1 (45). - С. 56-58.

4. Белова М.В. Методика обоснования параметров установки для термообработки сырья убойных животных / М.В. Белова, Б.Г. Зиганшин, Г.В. Новикова // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2014.- № 2. - С. 58-62.

5. Белова М.В. Конструктивные особенности резонаторов сверхвысокочастотных установок для термообработки сырья в поточном режиме / М.В. Белова // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2015.- № 4 (38) - С. 31-37.

6. Белова М.В. Объемные резонаторы СВЧ генератора для термообработки сырья в поточном режиме / М.В. Белова, Б.Г. Зиганшин, А.Н. Федорова, Д.В. Поручиков // Естественные и технические науки. - Москва: «Спутник+», 2015, № 1. - С.121-123.

7. Белова М.В. Блок-схема модернизации СВЧ установки для термообработки сырья / М.В. Белова, И.М. Селиванов, Н.И. Махоткина //Естественные и технические науки. - Москва: «Спутник+», 2015, № 2. - С. 127-128.

8. Белов А.А. Разработка радиоволновых установок для термообработки сырья / А.А. Белов, Г.В. Жданкин, В.Ф. Сторчевой // Вестник НГИЭИ.-2016. № 10 (65). - С. 16-24.

9. Жданкин Г.В. Разработка сверхвысокочастотной установки для термообработки непищевых отходов убоя и переработки птицы / Г.В. Жданкин, В.Ф. Сторчевой // Научная жизнь. - М.: ЗАО «Алкор», 2016, -№ 9. - С. 24-26.

10. Зиганшин Б.Г. Электродинамический анализ резонаторов, используемых в сверхвысокочастотных установках / Б.Г. Зиганшин, М.В. Белова, Г.В. Новикова, А.Н. Матвеева, О.И. Петрова // Естественные и технические науки. - Москва: «Спутник+», 2015.- № 6. -С. 477-480.

11. Зиганшин Б.Г. Термообработка крови убойных животных / Б.Г. Зиганшин, М.В. Белова, Н.Т. Уездный // Естественные и технические науки. - Москва: «Спутник+», 2015, № 1. - С. 125-127.

12. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Ч.1. Оборудование для убоя и первичной обработки. - М.: Колос, 2001, С. 330.

13. Новикова Г.В. Установка для вытопки жира / Г.В. Новикова, И.М. Селиванов, М.В. Белова, И.Г. Ершова, А.Б. Оспанов // Естественные и технические науки. - Москва: «Спутник+», 2015, № 6. - С. 485…487.

14. Пчельников Ю.Н. Электроника сверхвысоких частот / Ю.Н. Пчельников, В.Т. Свиридов. - М.: Радио и связь, 1981. - 96 с.

15. Самоделкин А.Г. Многорезонаторная установка для плавления жира / А.Г. Самоделкин, Г.В. Новикова, М.В. Белова, И.Г. Ершова, А.А. Белов // Естественные и технические науки. - Москва: «Спутник+», 2015, № 6. - С. 492…494.

Войти или Создать
* Забыли пароль?