Vestnik of Kazan State Agrarian UniversityVestnik of Kazan State Agrarian UniversityВестник Казанского государственного аграрного университета2073-0462328410.12737/5342Технические наукиТехнические наукиMETHOD FOR JUSTIFICATION THE PARAMETERS OF INSTALLATION FOR HEAT TREATMENT OF SLAUGHTER ANIMALS Методика обоснования параметров установки для термообработки сырья убойных животныхБеловаМарьяна ВалентиновнаBelovaMaryana Валентиновнаnovikovagalinav@yandex.ru
Нижегородский государственный инженерно-экономический институтNizhny Novgorod State Institute of Engineering and EconomicsКазанский государственный аграрный университетКазаньРоссияKazan State Agrarian UniversityKazanRussian Federation2909201429092014925862https://zh-szf.ru/en/nauka/article/3284/view
Разработанная классификация объемных резонаторов для установок с СВЧ энергоподводом и методика согласования конструктивно-технологических параметров с режимами работы установок позволяют проектировать рабочие камеры с максимальной добротностью, обеспечивающие поточность технологического процесса и необходимую напряженность электрического поля для термообработки и обеззараживания сырья убойных животных. Поточность технологического процесса достигается за счет разделения резонаторных камер на две части, стационарную и передвижную. Передвижная часть может быть перфорированной в случае центрифугирования сыпучего сырья или перекачивания жидкого сырья.
This work is devoted to the justification of methods to improve the efficiency of agri-engineering technologies, implemented by microwave equipment unity, the definition of the electric field, depending on the functional purpose of the process and structure of stuff, and the rationale and scope of the configuration of the resonator chambers, allowing to provide an equal inner heat in the stuff during threading. Based on existing technology of heat treatment of products, we offer to influence by electromagnetic radiation on agricultural raw materials during transport it through cavities of different configurations, which are designed to implement many settings. The criteria for evaluation the effectiveness of the developed technological equipment with electromagnetic radiation (EMR) is to reduce the energy costs for heat treatment of agricultural raw materials and improvement of product quality, measured through the organoleptic , physical and chemical, and microbiological parameters. The article shows the practicability and effectiveness of electromagnetic radiation energy in the heat treatment of agricultural products for products with high security. We evaluated the patterns of processes in electrodynamic systems “microwave generator - cavity resonator - raw materials”, implemented in agri-engineering technology. We also identified reserves, increasing the electrodynamic systems efficiency in the processing of agricultural products, using combined sources of electromagnetic radiation. The author worked out a technology of heat treatment of raw materials of different structures by influence of different wavelengths of electromagnetic radiation. We manufactured and tested in a production environment an equipment for heat treatment of agricultural raw materials, using EMR energy, that reduce energy costs and improve product quality. The article cites some recommendations on hardware design and technological system, providing heat treatment processes of raw materials with different structures.
Введение. Проблема снижение энергетических затрат на термообработку сельскохозяйственного (с.-х.) сырья для получения продукции повышенной безопасности имеет важное народнохозяйственное значение. Поэтому, использование энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) для повышения эффективности функционирования технологических комплексов, предназначенных для термообработки сырья убойных животных при сниженных энергетических затратах и улучшения качество продукции, актуально. Основываясь на существующие технологии термообработки продуктов, нами предлагается воздействовать на с.-х. сырье энергией электромагнитных излучений (ЭМИ) разных длин волн [1]. При этом возникают сложности в проектировании рабочих камер СВЧ генератора, которые должны обеспечивать поточность технологического процесса, сохраняя равномерность диэлектрического нагрева сырья и максимальную добротность резонаторной камеры, исключая излучения потока мощности через зазоры, предназначенные для транспортирования сырья.Анализ и обсуждение результатов. Разрабатываемое оборудование с использованием энергии электромагнитных излучений разных длин волн, осуществляющие технологические операции по переработке животного сырья в пищевые, кормовые и технические продукты предназначены для термообработки: крови [2, 3]; эндокринно-ферментного сырья; кишечного сырья (обезжиривания и обеззараживания) [8]; кератиносодержащего сырья и щетины; жиросодержащего сырья и т.п. [4,5,6,7, 8]. Известно, что эффективность функционирования оборудования выражается техническими и технологическими параметрами, такими как: производительность; энергетическая мощность; режимы работы; качество вырабатываемой продукции; габаритные размеры и т.п. В связи с этим, в конструктивное исполнение разработанного оборудования для термообработки с.-х. сырья заложены узлы, обеспечивающие защиту окружающей среды от загрязнений радиоволнами, элементы системы контроля качества вырабатываемого продукта, предусмотрена доступность к рабочей камере при санитарной обработке.В зависимости от целевой функции (обеззараживание, вытопка, варка, пастеризация и т.п.), структуры и диэлектрических характеристик сырья, находящегося в резонаторных камерах, необходимо проектировать рабочую камеру, расположенную в экранирующем корпусе, определенных конфигураций, обеспечивающих соответствующую напряженность электрического поля.[]
Новикова, Г.В. Обоснование пропускной способности рабочей камеры установки ддля термообработки фарша./ Г.В. Новикова, Т.М. Григорьева. Знания молодых: наука, практика и инновации: Сборник научных трудов международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей. - Киров: ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2013. - С. 19…22.Novikova, G.V. Obosnovanie propusknoy sposobnosti rabochey kamery ustanovki ddlya termoobrabotki farsha./ G.V. Novikova, T.M. Grigor´eva. Znaniya molodykh: nauka, praktika i innovatsii: Sbornik nauchnykh trudov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii molodykh uchenykh, aspirantov i soiskateley. - Kirov: FGBOU VPO Vyatskaya GSKhA, 2013. - S. 19…22.Белова М.В.. Установка для термообработки крови с.-х. животных / Белова М.В., Зиганшин Б.Г., Уездный Н.Т. //Вестник Казанского государственного университета, 2013. - №. 3 (29). - С. 53…56.Belova M.V.. Ustanovka dlya termoobrabotki krovi s.-kh. zhivotnykh / Belova M.V., Ziganshin B.G., Uezdnyy N.T. //Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo universiteta, 2013. - №. 3 (29). - S. 53…56.Новикова, Г.В. Технологическое оборудование для термообработки сельскохозяйственного сырья/М.В. Белова, Г.А. Александрова, Д.В. Поручиков, Г.В. Новикова //Вестник ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева». - Чебоксары: 2013, №2 (78). - С. 12…16.Novikova, G.V. Tekhnologicheskoe oborudovanie dlya termoobrabotki sel´skokhozyaystvennogo syr´ya/M.V. Belova, G.A. Aleksandrova, D.V. Poruchikov, G.V. Novikova //Vestnik FGOU VPO «Chuvashskiy gosudarstvennyy pedagogicheskiy universitet im. I.Ya. Yakovleva». - Cheboksary: 2013, №2 (78). - S. 12…16.Белова, М.В. Обоснование параметров установки для термообработки крови убойных животных/ М.В. Белова, Н.Т. Уездный, Г.В. Новикова // Вестник ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева». - Чебоксары: 2013, №4 (80).Ч.2. - С. 213…217.Belova, M.V. Obosnovanie parametrov ustanovki dlya termoobrabotki krovi uboynykh zhivotnykh/ M.V. Belova, N.T. Uezdnyy, G.V. Novikova. Vestnik FGOU VPO «Chuvashskiy gosudarstvennyy pedagogicheskiy universitet im. I.Ya. Yakovleva». - Cheboksary: 2013, №4 (80).Ch.2. - S. 213…217.Новикова, Г.В. Установка для термообработки колбасных изделий в поточном режиме/ А.Н. Федорова, Г.В. Новикова // Вестник ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева». - Чебоксары: 2013, №4 (80).Ч.2. - С. 217…222.Novikova, G.V. Ustanovka dlya termoobrabotki kolbasnykh izdeliy v potochnom rezhime/ A.N. Fedorova, G.V. Novikova. Vestnik FGOU VPO «Chuvashskiy gosudarstvennyy pedagogicheskiy universitet im. I.Ya. Yakovleva». - Cheboksary: 2013, №4 (80).Ch.2. - S. 217…222.Новикова, Г.В. Обоснование режимов работы установки для обеззараживания молока/ А.В. Родионова, Г.В. Новикова // Вестник ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева». - Чебоксары: 2013, №4 (80).Ч.2. - С. 186…190. 7. 7. Новикова, Г.В. Установка для переработки жиросодержащего сырья с СВЧ энергоподводом / И.Г. Ершова, М. Г. Сорокина, М.В. Белова, Г.В. Новикова // Известия Оренбургского ГАУ, 2014, №1 (45). - С. 54…56.Novikova, G.V. Obosnovanie rezhimov raboty ustanovki dlya obezzarazhivaniya moloka/ A.V. Rodionova, G.V. Novikova. Vestnik FGOU VPO «Chuvashskiy gosudarstvennyy pedagogicheskiy universitet im. I.Ya. Yakovleva». - Cheboksary: 2013, №4 (80).Ch.2. - S. 186…190. 7. 7. Novikova, G.V. Ustanovka dlya pererabotki zhirosoderzhashchego syr´ya s SVCh energopodvodom / I.G. Ershova, M. G. Sorokina, M.V. Belova, G.V. Novikova. Izvestiya Orenburgskogo GAU, 2014, №1 (45). - S. 54…56.Новикова, Г.В. Схема технологического процесса обработки кишечного сырья воздействием ЭМПСВЧ и УЗ колебаний с результатами динамики нагрева/ Н. А. Зуева, М. В. Белова, Г. В. Новикова //Известия Оренбургского ГАУ, 2014, №2 (47). - С. 67…70.Novikova, G.V. Skhema tekhnologicheskogo protsessa obrabotki kishechnogo syr´ya vozdeystviem EMPSVCh i UZ kolebaniy s rezul´tatami dinamiki nagreva/ N. A. Zueva, M. V. Belova, G. V. Novikova //Izvestiya Orenburgskogo GAU, 2014, №2 (47). - S. 67…70.Патент № 2502450 РФ, МПК А23N 17/00. СВЧ-индукционная установка для микронизации зерна./ М.В.Белова, А.А. Белов, Г.В. Новикова; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (RU). - № 2011128532/13; заявл. 08.07. 2011 г. опубл. 27.12.2013. Бюл. № 36. - 6 с.Patent № 2502450 RF, MPK A23N 17/00. SVCh-induktsionnaya ustanovka dlya mikronizatsii zerna./ M.V.Belova, A.A. Belov, G.V. Novikova; zayavitel´ i patentoobladatel´ ChGSKhA (RU). - № 2011128532/13; zayavl. 08.07. 2011 g. opubl. 27.12.2013. Byul. № 36. - 6 s.Патент № 2479164 РФ МПК Н05В6/64. Установка для СВЧ нагрева движущихся изделий круглого поперечного сечения./Новикова Г.В., М.В. Белова, А.А.Белов, А.Н. Федорова; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (RU). - № 2011128530/07; заявл. 08.07. 2011; опубл. 20.01.2013. Бюл. № 20. - 8 с.Patent № 2479164 RF MPK N05V6/64. Ustanovka dlya SVCh nagreva dvizhushchikhsya izdeliy kruglogo poperechnogo secheniya./Novikova G.V., M.V. Belova, A.A.Belov, A.N. Fedorova; zayavitel´ i patentoobladatel´ ChGSKhA (RU). - № 2011128530/07; zayavl. 08.07. 2011; opubl. 20.01.2013. Byul. № 20. - 8 s.Патент № 2502260 РФ, МПК А21С9/02. Сверхвысокочастотный пресс макаронных изделий. /В.С. Иванов, М.В. Белов, Н.К. Кириллов, Г.В. Новикова; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (RU). - № 2011128514/13 (042154); заявл. 08.07.2011 г. опубл. 27.12.2013. Бюл. № 36. - с. 13.Patent № 2502260 RF, MPK A21S9/02. Sverkhvysokochastotnyy press makaronnykh izdeliy. /V.S. Ivanov, M.V. Belov, N.K. Kirillov, G.V. Novikova; zayavitel´ i patentoobladatel´ ChGSKhA (RU). - № 2011128514/13 (042154); zayavl. 08.07.2011 g. opubl. 27.12.2013. Byul. № 36. - s. 13.Патент № 2488271 РФ, МПК А21В 1/00. СВЧ - индукционная установка для выпечки творожных изделий./ О.В., Науменко, М.В. Белова, А.А. Белов, Н.К. Кириллов, Г.В. Новикова; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (RU). - № 2012100570/13; заявл. 10.01.2012 г. опубл. 20.07.2013. Бюл. № 20. - с. 10.Patent № 2488271 RF, MPK A21V 1/00. SVCh - induktsionnaya ustanovka dlya vypechki tvorozhnykh izdeliy./ O.V., Naumenko, M.V. Belova, A.A. Belov, N.K. Kirillov, G.V. Novikova; zayavitel´ i patentoobladatel´ ChGSKhA (RU). - № 2012100570/13; zayavl. 10.01.2012 g. opubl. 20.07.2013. Byul. № 20. - s. 10.Патент № 2489068 РФ МПК А23N 17/00. СВЧ-индукционная установка барабанного типа для микронизации зерна. / М.В. Белова, Н.К. Кириллов, Г.В. Новикова, О.В. Михайлова, А.А.Белов; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (RU). - № 2012100432; заявл.10.01.2012 г. опубл. 20.08.2013. Бюл. № 22 - с. 5.Patent № 2489068 RF MPK A23N 17/00. SVCh-induktsionnaya ustanovka barabannogo tipa dlya mikronizatsii zerna. / M.V. Belova, N.K. Kirillov, G.V. Novikova, O.V. Mikhaylova, A.A.Belov; zayavitel´ i patentoobladatel´ ChGSKhA (RU). - № 2012100432; zayavl.10.01.2012 g. opubl. 20.08.2013. Byul. № 22 - s. 5.