Обоснование параметров СВЧ установки для обеззараживания и отделения пуха от шкур кроликов

Целью настоящей работы является обоснование параметров и режимов работы сверхвысокочастотной установки для отделения пуха со шкур кроликов в непрерывном режиме. В связи с поставленной целью решаются задачи: определить необходимую мощность электромагнитных излучений для снижения бактериальной обсемененности сырья; определить критическую напряженность электрического поля сверхвысокой частоты, обеспечивающую уничтожения микроорганизмов в сырье; согласовать величину напряженности электрического поля с собственной добротностью, объемом резонатора и производительностью установки; обосновать конфигурацию резонатора, обеспечивающую критическую напряженность электрического поля, высокую собственную добротность, радиогерметичность при непрерывном режиме работы установки; разработать СВЧ установку, реализующую микроволновую технологию отделения обеззараженного пуха со шкур кроликов. В работе применена теория электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ). Бактерицидный эффект воздействия ЭМПСВЧ исследовали согласно закону Ламберта–Бугера и по методике Соколова В.Ф. Обоснование критической напряженности электрического поля, обеспечивающей уничтожение микроорганизмов в сырье, проводили по методике Ю.В. Корчагина Разработку биконического резонатора, повышающего радиационную добротность при нагреве шкуры в непрерывном режиме проводили по методике О.О. Дробынина Обоснованы режимы работы СВЧ установки для обеззараживания и отделения пуха от шкур кроликов в непрерывном режиме при критической напряженности электрического поля и высокой собственной добротности биконического резонатора, обеспечивающего радиогерметичность. Приведены результаты вычисления распределения напряженности электромагнитного поля, плотности тока и добротности биконического резонатора, полученные по программе CSTMicrowaveStudioв режиме переходного процесса. Развитие микроорганизмов прекращается только при обеспечении напряженности электрического поля в резонаторе выше 1,2 кВ/см. Усеченный биконический резонатор, объемом 350 л с собственной добротностью 7000, при мощности магнетронов 3200 Вт обеспечит напряженность электрического поля 1,2–1,5 кВ/см и снижение общего микробного числа в два раза при непрерывном режиме работы СВЧ установки. Разработанная СВЧ установка содержит горизонтально расположенный, симметричный усеченный биконический резонатор, внутри которого соосно установлена рабочая ветвь транспортера, выполненного из фторопластовой сеточной ленты. В области вершин конусов имеются щели, ширина которых больше ширины ленты, а высота щелей меньше, чем четверть длины волны. Магнетроны расположены в области оснований конусов, а на образующей одного конуса имеется пневмопровод, а другого – распылитель рассола.

СВЧ установка, биконический резонатор, критическая напряженность электрического поля, добротность, бактерицидный эффект, шкуры кроликов, рассол,

1. Мак-Доналд А. СВЧ-пробой в газах. М.: Мир, 1969. 167 с.

2. Белова М.В. Разработка сверхвысоко-частотных установок для термообработки сельскохо-зяйственного сырья. М.: ВИЭСХ, 2016. 40 с.

3. Гинзбург А.С. Расчет и проектирование сушильных установок пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1985. 336 с.

4. Григорьев А.Д. Электродинамика и микроволновая техника. СПб.: Лань, 2007. 704 с.

5. Дробахин О.О., Плаксин С.В., Рябчий В.Д., Салтыков Д.Ю. Техника и полупроводниковая электроника СВЧ. Севастополь: Вебер, 2013. 322 с.

6. Дробахин О.О. Резонансные свойства аксиально-симметричных микроволновых резонаторов с коническими элементами // Радиофизика радиоастрономия. 2009. Т. 14. С. 433–441.

7. Коломейцев В.А., Кузьмин Ю.А., Никуйко Д.Н., Захаров А.А. Электродинамические и тепловые свойства микроволновых печей при различных способах и системах возбуждения электромагнитного поля в рабочей камере // Вопросы электротехнологии. 2014. № 2(3). С. 28–34.

8. Новикова Г.В., Жданкин Г.В., Михайлова О.В., Белов А.А. Анализ разработанных сверхвысоко-частотных установок для термообработки сырья // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2016. № 4 (42). С. 89–93.

9. Патент № 2161505. Способ стерилизации материалов при помощи СВЧ излучения с высокой напряженностью поля и устройство для реализации способа. URL: http://ru-patent.info/21/60–64/2161505.html.

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

11. Рогов И.А. Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 288 с.

12. Рубцов П.А. Применение электрической энергии в сельском хозяйстве. М.: Колос, 1964. 502 с.

13. Стрекалов А.В., Стрекалов Ю.А. Электромагнитные поля и волны. М.: РИОР: ИНФРА-М, 2014. 375 с.

14. Шамин Е.А., Новикова Г.В., Зиганшин Б.Г., Белов Е.Л.Технологии переработки мехового сырья кроликов // Вестник Казанский ГАУ. 2017. № 3(45). С. 61–67.

15. Чурсин В.Н., Дормидонтова О.В. Влияние низкотемпературной обработки сырья на структуру дермы // Кожевенно-обувная промышленность, 2004. № 2. С. 40–41.

16. Перспективы кролиководства URL: agbz.ru›articles/perspektivy-krolikovodstva.

17. Бурдо О.Г., Терзиев С.Г., Яровой И.И., Борщ А.А. Моделирование процессов обезвоживания пищевого сырья в электромагнитном поле // Вестник ВГУИТ. 2013. № 3. С. 62–65.