Княгинино, Россия
В сутки в РФ перерабатывают 126,3 т ветеринарных конфискатов для кормовых целей. При производительности перерабатывающей установки 35 кг/ч необходимое количество должно составлять не менее 7 тыс. шт. Базовые аппараты являются энергоемкими, поэтому необходимо снизить эксплуатационные затраты на термообработку сырья с сохранением кормовых показателей. Цель исследования – разработка установки с энергоподводом в электроприводном резонаторе и обоснование режимов работы. Объектом исследования являлись слизистые субпродукты, требующие нейтрализации запаха и обеззараживания при термообработке. Алгоритм работы: исследовать динамику нагрева сырья; разработать цифровую модель установки; провести компьютерное моделирование электродинамических процессов в резонаторе; обосновать режимы работы установки: напряженность коронного разряда и электрического поля в резонаторе; вычислить эффективность экрана, мощность генератора, производительность установки, энергетические затраты. Разработали технологию и установку, совмещающую процессы термообработки, обеззараживания и нейтрализации запаха в непрерывном режиме комплексным воздействием электромагнитных излучений, при сниженных эксплуатационных затратах. В электроприводном резонаторе, соосно расположенном в экранирующем корпусе установки, расположены коронирующая щетка, электрогазоразрядные лампы бактерицидного потока УФ-лучей, ножи, шнеки и излучатели от магнетронов воздушного охлаждения. Средний периметр кольцевого объема между резонатором и корпусом, где возбуждается бегущая волна за счет электромагнитного излучения через перфорацию, кратен половине длины волны. Установлено, что термообработку сырья с обеззараживанием и вытопкой жира можно провести в электроприводном резонаторе с собственной добротностью 80 000 и мощностью генератора 4,4 кВт, производительностью 35–40 кг/ч и энергетическим затратами 0,25–0,28 кВт∙ч/кг. При напряженности электрического поля 5 кВ/см и коронного разряда 9,79 кВ/см, обеспечивающей необходимую концентрацию озона за счет коронирования бактерицидных ламп, происходит снижение бактериальной обсемененности продукта до допустимого уровня. Практическую значимость представляет установка с энергоподводом в электроприводной резонатор и обоснованные режимы ее работы, позволяющие снизить эксплуатационные затраты на термообработку сырья и сохранить кормовые показатели продукта.
Субпродукты, СВЧ-установка, электрогазоразрядные лампы, генератор килогерцовой частоты, перфорированный барабан-резонатор, коронирующие иглы, спиральный и винтовой шнеки
1. Горбунова Н. А., Петрунина И. П. Проблемы использования отходов при производстве продукции предприятиями мясной отрасли // Мясная индустрия. 2023. № 9. С. 32–36. https://www.elibrary.ru/WAGVLY
2. Файвишевский М. Л. Совершенствование переработки некоторых видов побочного мясного сырья // Мясные технологии. 2022. Т. 233. № 5. С. 44–47. https://www.elibrary.ru/UQVXFX
3. Файвишевский М. Л. Некоторые предложения по совершенствованию переработки и использованию животного сырья // Мясные технологии. 2023. Т. 247. № 7. С. 40–41. https://www.elibrary.ru/ZPZPGT
4. Uglov VA, Shelepov VG, Borodai EV, Slepchuk VA. Prospects for Using Secondary Resources of Meat Processing Industries Based on Patent Research. Innovations and Food Safety. 2020;(3):39–46. (In Russ.). https://doi.org/10.31677/2311-0651-2020-29-3-39-46; https://www.elibrary.ru/PORRLH
5. Прорывные электро-волновые технологии и оборудование для утилизации и обезвреживания отходов / А. С. Иванов [и др.] // Управление муниципальными отходами как важный фактор устойчивого развития мегаполиса. 2018. № 1. С. 103–110. https://www.elibrary.ru/SQZUAG
6. Система СВЧ переработки твердого органического сырья / Т. К. Крапивницкая [и др.] // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2021. № 3. С. 380–381. https://www.elibrary.ru/WWUUEA
7. Тухватуллин М. И., Архангельский Ю. С., Ахметшин А. Т. Особенности гибритных СВЧ электротехнологических установок // Агротехника и энергообеспечение. 2021. № 4. С. 30–35. https://www.elibrary.ru/NACSLZ
8. Aipov RS, Gabitov II, Tuhvatullin MI, Linenko AV, Tuktarov MF, Akhmetshin AT. Process Unit for Drying Sawn Timber Rotating in the Ultra High Frequency Field with a Discrete Arrangement of Magnetrons. Bulgarian Journal of Agricultural Science. 2019;25(Suppl. 2):3–11.
9. Fomin DG, Dudarev NV, Darovskikh SN, Klygach DS, Vakhitov MG. Specific Features of Volume-Modular Technology Application in the Design of Microwave Electronic Devices. Ural Radio Engineering Journal. 2021;5(2):91–103. (In Russ.). https://doi.org/10.15826/urej.2021.5.2.001; https://www.elibrary.ru/SVKGKQ
10. Novikova GV, Zhdankin GV, Belova MV, Mikhailova OV. Installations for Complex Influence of Electrophysical Factors on Raw Materials. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan (Series of Geology and Technical Sciences). 2019;4(436):54–61. https://doi.org/10.32014/2019.2518-170X.97
11. Belova MV, Zhdankin GV, Novikova GV. Creation of Microwave Installation of Container Type for Heat Treatment of Blood and Fat-Containing Raw Materials. Vestnik of the Kazan State Agrarian University. 2016;11(4):74–78. (In Russ.). https://doi.org/10.12737/article_592fc7d6407e48.58575824; https://www.elibrary.ru/YPLNDD
12. Mikhailova O, Gdankin G, Prosviryakova M, Novikova G, Storchevoy V. Microwave Heating of Slaughterhouse Confiscations to Increase the Feed Value. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021;857:012002. https://doi.org/10.1088/1755-1315/857/1/012002
13. Разработка установки с СВЧ-энергоподводом для измельчения и плавления жиросырья в нестандартном резонаторе / Г. В. Новикова [и др.] // Вестник НГИЭИ. 2023. Т. 140. № 1. С. 34–43. https://www.elibrary.ru/MOMWOF
14. СВЧ установка с квазистационарным резонатором для вытопки обеззараженного жира из измельчённого жиросодержащего сырья в непрерывном режиме: пат. 2726565C1 Рос. Федерация. № 2019122928 / Тихонов А. А. [и др.]; заявл. 16.07.2019; опубл. 14.07.2020. 9 с. Бюл. № 20.
15. Интенсификация процесса извлечения жира из жиросодержащего сырья диэлектрическим нагревом / М. В. Просвирякова [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2022. Т. 17. № 3. С. 96–105. https://www.elibrary.ru/VMESJJ
16. Алексейчик Л. В., Курушин А. А. Моделирование возбуждения диэлектрического резонатора полем плоской электромагнитной волны // Журнал радиоэлектроники. 2020. № 11. С. 6. https://www.elibrary.ru/XYFOXB
17. Компьютерное моделирование наложенных электромагнитных волн от источников электромагнитного поля в широком диапазоне частот / Е. В. Титов [и др.] // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2022. № 3. С. 102–108. https://www.elibrary.ru/WJXMFX
18. Сивяков Б. К., Григорьян С. В. Математическое моделирование многоволновой СВЧ установки для сушки продуктов // Вопросы электротехнологии. 2019. № 4. С. 5−11. https://www.elibrary.ru/ZTXFUW
19. Рябченко В. Ю., Паслён В. В. Математическое моделирование многоволновой СВЧ установки для сушки продуктов // Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций. 2018. № 1. С. 139. https://www.elibrary.ru/QIKITH
20. Воронов Е. В. Исследование и обоснование параметров СВЧ установки, реализующей ресурсосберегающую технологию термообработки мясных отходов // Вестник НГИЭИ. 2023. № 8. С. 33−43. https://www.elibrary.ru/POTHMG
