Россия
Россия
Россия
Россия
Россия
Россия
Россия
ГРНТИ 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
В работе описаны разработанные сверхвысокочастотные установки с тороидальными и коническими резонаторами, применяемые при отделении пуха кроликов от шкур, обеспечивающие высокую напряженность электрического поля, непрерывность технологического процесса при соблюдении радиогерметичности и повышения показателей качества пуха путем совершенствования микроволновой технологии и сверхвысокочастотных установок. Технологический процесс сбора волосяного покрова со шкур кроликов в СВЧ установке с тороидальными резонаторами происходит за счет ослабления силы удерживаемости волосяного покрова в волосяных луковицах в процессе избирательного диэлектрического нагрева составляющих шкуры и распыления рассола. В биконическом резонаторе удается получить максимально высокую собственную добротность благодаря малым продольным токам в стенках. Наличие щелей в запредельных областях обеспечивает возможность перемещения шкуры через внутреннюю полость биконического резонатора, где излучатели расположены в области максимального его диаметра.
сверхвысокочастотная установка, магнетрон, тороидальный и биконический резонаторы, непрерывный режим, шкура кролика, ослабление удерживаемости волосяного покрова в дерме.
В России важность развития исследований эффекта сверхвысокочастотного (СВЧ) нагрева подтверждается принятием 17 декабря 2012 года Стратегической программы исследований «СВЧ технологии», определяющей развитие промышленных установок для термообработки материалов, в том числе сельскохозяйственного сырья.
В настоящее время, в фермерских хозяйствах шкурки кроликов после снятия из-за низкого спроса утилизируются, либо направляются на производство белковых кормов. Волосяной покров, собранный со шкур кроликов, является ценным сырьем для легкой промышленности, и от способа его сбора во многом зависит качество пушно-мехового изделия. Основную часть массы шкуры кроликов составляет масса волосяного покрова. Отношение массы волос к массе мездры у шкурок первого сорта составляет 2:1. Шкуры кроликов «Белый Великан» имеют на единицу площади наибольшую массу, обладают наибольшей длиной волосяного покрова. Волосяной покров кроликов мясо-шкуровых пород содержит от 30 до 50 % очень густого белоснежного пуха [4].
При тепловой обработке шкурок кроликов сила удерживаемости волокон пуха в дерме и волосяных луковицах уменьшается, что облегчает сбор пуха[3]. Но при превышении температуры нагрева кожи и продолжительности воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты, увеличиваются повреждения кожи и ухудшается товарный вид волосяного покрова. Поэтому тепловую обработку сырья следует проводить микроволновой технологией при оптимальном режиме, обеспечивающем достаточное ослабление удерживаемости волосяного покрова в дерме и не ухудшающем их качество. При этом действию диэлектрического нагрева избирательно подвергаются не только эпидермис, дерма и подкожный слой жира, но и луковицы волос. [10, 11].
Целью настоящей работы является повышение показателей качества пуха при отделении его от шкуры кроликов путем совершенствования микроволновой технологии и сверхвысокочастотных установок.
Условия, материалы и методы исследований. В основу настоящего исследования положены наиболее значимые работы известных ученых в теории и практике переработки сырья: Бородина И.Ф., Стребкова Д. С., Гинзбурга А.С. и др., в теории объемных резонаторов: Архангельского Ю.С., Атабекова Г.И., Бессонова Л.А., Коломейцева В.А., Пчельникова Ю.Н, Дробахина О.О., Плаксина С.В. и др.
Известно, что для электромагнитных волн сантиметрового диапазона в качестве колебательной системы используют объемные резонаторы. СВЧ установка состоит из генератора и электродинамической системы [5]. Геометрическую форму и тип колебаний выбирают исходя из технологичности изготовления резонатора, возможности настройки, получения максимальной добротности и желаемой конфигурации поля [2].
Нами модернизируются резонаторные камеры, электродинамические системы которых в конструктивном отношении отличаются от существующих тем, что объемные резонаторы имеют нетрадиционные конфигурации. При этом: выявлена динамика процесса нагрева с учетом изменения во времени диэлектрических и теплофизических параметров сырья;
обоснована конфигурация и размеры объемного резонатора в соответствии с длиной волны и критической напряженностью электрического поля; определено количество источников излучений и их расположение в рабочей камере.
Разработаны СВЧ установки с объемными резонаторами в виде цилиндрических, сферических, кольцевых, коаксиальных, тороидальных, биконическихи других камер [7, 8, 9, 11]. Предлагаемые СВЧ установки, предназначенные для реализации микроволновой технологии, ориентированы на отделение волосяного покрова от вымоченной в рассоле кожи шкур кроликов, в процессе воздействия ЭМПСВЧ в непрерывном режиме. Сбор пуха происходит в процессе ослабления силы удерживаемости волосяного покрова в дерме кожи, во время передвижения шкуры через резонаторы нетрадиционной конструкции.
1. Дробахин, О.О. Резонансные свойства аксиально-симметричных микроволновых резонаторов с коническими элементами / О.О. Дробахин, П.И. Заболотный, Е.Н. Привалов // Радиофизика и радиоастрономия. - 2009. - Т.1 . - № 4, - С. 433-441.
2. Жданкин, Г.В. Разработка рабочих камер сверхвысокочастотных установок для термообработки непищевых отходов мясного производства /Г.В. Жданкин, Г.В. Новикова, Б.Г. Зиганшин // Вестник Ижевской ГСХА. - Ижевск: Ижевский ГСХА, 2017. - № 1(50). - С. 61-69.
3. Ивашов, В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. / В.И. Ивашов. - М.: Колос, 2001. - 552 с.
4. Комлакций, В.И. Эффективное кролиководство / В.И. Комлакций В.И, С.В. Логинов. - Краснодар: Кубанский ГАУ, 2013. - 224 с.
5. Копусов, В.Н. К вопросу создания многомагнетронного оборудования для современных технологий. / ВН. Копусов // СВЧ техника и телекоммуникационные технологии. - Севастополь: Вебер, 2001. - С. 652-653.
6. Пономарев, К.К. Составление дифференциальных уравнений. / К.К. Пономарев. - Минск: Высшая школа, 1973. - 558 с.
7. Шамин, Е.А. Анализ условий функционирования установки для отделения меха от шкурок кроликов / Е.А. Шамин, Б.Г. Зиганшин, Г.В. Новикова, Т.В. Шаронова // Вестник НГИЭИ. - Княгинино: ГБОУ ВО НГИЭУ, 2017. - №8 (75). - С. 41-47.
8. Шамин, Е.А. Разработка сверхвысокочастотной установки с цилиндрическими резонаторами для сушки пушно-мехового сырья в непрерывном режиме // Е.А. Шамин, Б.Г. Зиганшин, Г.В. Новикова // Вестник НГИЭИ. - Княгинино: ГБОУ ВО НГИЭУ, 2017. - № 9 (76). - С. 57-64.
9. Шамин, Е.А. Разработка аэродинамической сушилки пушно-мехового сырья с сверхвысокочастотным энергоподводом / Е.А. Шамин, Б.Г. Зиганшин, М.В. Белова // Вестник НГИЭИ. - Княгинино: ГБОУ ВО НГИЭУ. - 2017, № 10 (77). - С. 64-71.
10. Шамин, Е.А. Технологии переработки мехового сырья кроликов / Е.А. Шамин, Г.В. Новикова, Б.Г. Зиганшин, Е.Л. Белов // Вестник Казанский ГАУ. - Казань: ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ», 2017. - № 3 (45) - С. 61-67.
11. Шамин, Е.А. Разработка микроволновых сушилок для пушно-мехового сырья / Е.А. Шамин, Б.Г. Зиганшин, Г.В. Новикова // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - Казань: ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ». 2017. - № 3(45). - С. 86-90.
