Научная статья на тему 'Анализ условий функционирования установки для отделения меха от шкурок кроликов'

Анализ условий функционирования установки для отделения меха от шкурок кроликов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
130
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕНЕРАТОРЫ / ЗАПРЕДЕЛЬНЫЕ ВОЛНОВОДЫ С ПОГЛОЩАЮЩИМ МАТЕРИАЛОМ / ИЗЛУЧАТЕЛИ / МНОГОМОДОВЫЕ РЕЗОНАТОРЫ / ПУШНО-МЕХОВОЕ СЫРЬЕ / РАВНОМЕРНОСТЬ ЭНДОГЕННОГО НАГРЕВА / РАЗРЫХЛЕНИЕ И УДАЛЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ / РЕЗОНАТОР / ТРЕПАНИЕ / ШКУРА КРОЛИКОВ / ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ / GENERATORS / THE RESONATOR / THE ELECTROMAGNETIC FIELD OF ULTRAHIGH FREQUENCY / FUR RAW MATERIALS / SKIN RABBITS / THE BEYOND THE WAVEGUIDES WITH ABSORBENT MATERIAL / THE EVENNESS OF THE ENDOGENOUS HEAT EMITTERS / MULTIMODE RESONATORS / LOOSENING AND REMOVING IMPURITIES / BREAKING

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Шамин Евгений Анатольевич, Зиганшин Булат Гусманович, Новикова Галина Владимировна, Шаронова Татьяна Вячеславовна

Введение. Разработка микроволновой технологии и установки для отделения меха от шкурок кроликов в фермерских хозяйствах является актуальной задачей. Материалы и методы. В теоретических исследованиях применены основы теории электромагнитного поля сверхвысокочастотного диапазона. Экспериментальные исследования проводились по общепринятым методикам, с применением электронной цифровой регистрирующей аппаратуры. Основные расчеты и обработка результатов экспериментальных исследований выполнялись с применением методов математической статистики и регрессионного анализа при использовании теории активного планирования многофакторного эксперимента. Структуру пушно-мехового сырья и качество меха кроликов оценивали через органолептические, физико-химические и микробиологические показатели по методикам, рекомендованным соответствующим ГОСТОМ. Результаты. Руководствуясь теорией электромагнитных волн, решается научно-техническая задача, состоящая в разработке установки, обеспечивающей эффективное обезжиривание, обеззараживание, отделение меха от шкур, трепание в электромагнитном поле сверхвысокой частоты. Обсуждение. Предложена операционно-технологическая схема обработки пушно-мехового сырья с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Получены математические выражения, позволяющие оценить параметры основных узлов микроволновой установки, и предложена методика согласования конструкционно-технологических параметров с режимами работы установки для обезжиривания, обеззараживания и отделения меха от шкурок кроликов воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Согласована нагруженная добротность с объемом резонаторной камеры и напряженностью электрического поля в сырье, обеспечивающей снижение бактериальной обсемененности на два порядка. Предложен один из вариантов исполнения рабочей камеры микроволновой установки, обеспечивающий непрерывный режим работы. Заключение. Использование данной установки непрерывного режима работы дает возможность ускорить процесс ослабления силы удерживаемости меха в коже шкурок кроликов, отделить мех от кожи; снизить энергозатраты на сборы меха, уничтожить кожеедов. Производительность установки зависит от количества сверхвысокочастотных генераторов. Качество собранного меха с использованием микроволновой технологии оценивали с учетом густоты, высоты, блеска, прочности окраски, мягкости.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Шамин Евгений Анатольевич, Зиганшин Булат Гусманович, Новикова Галина Владимировна, Шаронова Татьяна Вячеславовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS OF THE CONDITIONS FOR THE FUNCTIONING OF THE UNIT FOR SEPARATING FURS FROM THE SKINS OF RABBITS

Introduction. The development of microwave technology and systems for separating fur from pelts of rabbits farms is an urgent task. Materials and methods. Theoretical studies of the applied basic theory of the electromagnetic field of the microwave range. Experimental stud-ies were carried out according to conventional methods and Cam, using digital recording equipment. Basic calculations and processing of re-results experimental studies were carried out using the methods of mathematical statistics and regression analysis by using the theory of active planning multifactorial experiment. The structure of fur raw materials and fur quality of rabbits were evaluated through organoleptic, physico-chemical and microbiological parameters ac-cording to the techniques recommended by the relevant standards. Results. Based on the theory of electromagnetic waves, solved the technological challenge of developing a installation that pro-vides effective degreasing, disinfection, separation of the fur from the skins, beating in the electromagnetic field of ultrahigh frequency. Discussion. Proposed operational-technological scheme of processing of fur raw materials using electromagnetic fields of ultrahigh frequency. Mathematical expressions were obtained, allowing to estimate the parameters of the main components of microwave installed, and the technique of matching structural-technological parameters with the modes of operation for degreasing, bazzarition and separating fur from pelts of rabbits exposed to electromagnetic fields of ultrahigh frequency. Cohlasovani loaded q-factor with the volume of the resonator chamber and the electric field intensity in raw materials that reduce bacterial contamination by two orders of magnitude. One of the proposed variants of the working chamber of the microwave installation, ensuring continuous operation. Conclusion. Using this setting continuous operation mode makes it possible to accelerate the process of weakening the strength of odarivaemogo fur skin pelts from the rabbits to separate the fur from the skin; to reduce energy consumption on gathering the fur, to destroy carpet beetle. The plant capacity depends on the number of microwave generators. The quality of the harvested fur with the use of microwave technology was evaluated taking into account the density, height, Shine, strength, color, softness.

Текст научной работы на тему «Анализ условий функционирования установки для отделения меха от шкурок кроликов»

12. Metodika rascheta obmennoy energii v kormakh na osnove soderzhaniya syrykh pitatel'nykh veshchestv (Method of metabolizable energy calculation on the base of crude nutrient substances content), Du-brovitsy, 2008, 32 p.

13. Sergeev V. Z. Kul'tura yachmenya na Donu (Barley culture on Don-river), Rostov-na-Donu, Knizh-noe izd-vo, 1970, 112 p.

14. Zernofurazh Rossii (Grain forage in Russia), pod red. V. M. Kosolapova, M, OAO Dom pechati,

2009, 384 p.

15. Alabushev A. V., Vasilenko V. N., Anipen-ko L. N. Organizatsionno-ekonomicheskie aspekty pro-izvodstva zernovykh kul'tur na Donu (opyt, problemy, perspektivy) (Organizational and economic aspects of cereal crops production on Don-river), Rostov-na-Donu, ZAO Kniga, 2005, 176 p.

16. Batalova G. A. Formirovanie urozhaya i kachestvo zerna ovsa Formation of oats yield and grain quality), Dostizheniya nauki i tekhniki APK, No. 11,

2010,pp.10-13.

17. Naeem M., Khan M., Chohan M., Khan A., Salah-ud-Din S. Evaluation of different varieties of oats

for green fodder yield potential, Asian J. Pl. Sci, 2002, No. 1 (6), pp. 640-641.

18. Doehlert Douglas C. Quality improvement in oats, J. Crop Prod, 2002, V. 5, No. 1-2, pp. 165-189.

19. Draganov I. F., Makartseva N. G., Kalashni-kov V. V. [i dr.] Kormlenie zhivotnykh: uchebniki i ucheb. posobiya dlya studentov vyssh. ucheb. zavedeniy (Feeding of animals: textbooks and manuals for the students of universities), M, Izd-vo RGAU-MSKhA imeni K. A. Timiryazeva, 2010, 1245 p.

20. Kirilov M. P., Pervov N. G., Anikin A. S., Vinogradov V. N., Duborezov V. M., Puzanova V. V., Kosolapov V. M., Draganov I. F., Degtyarev V. P. Kormovye resursy zhivotnovodstva. Klassifikatsiya, sostav i pitatel'nost' kormov (Fodder recourses of animal husbandry. Classification, structure and nutritious-ness of fodders), nauchnoe izdanie. M, FGNU Rosin-formagrotekh, 2009, 404 p.

21. Nutrient Requirements of Dairy Cattle. National Academic Press. Washington, Seven Revised Edition, 2001, D C. 20418, 401 p.

Дата поступления статьи в редакцию 15.05.2017, принята к публикации 14.07.2017.

05.20.02 УДК 637.02

АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ МЕХА ОТ ШКУРОК КРОЛИКОВ

© 2017

Шамин Евгений Анатольевич, к.э.н., доцент, и. о. директора филиала «Институт пищевых технологий и дизайна» Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, г. Нижний Новгород (Россия) Зиганшин Булат Гусманович, д.т.н., профессор, проректор по учебно-воспитательной работе Казанский государственный аграрный университет, г. Казань (Россия) Новикова Галина Владимировна, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, г. Княгинино (Россия)

Шаронова Татьяна Вячеславовна, к.т.н., доцент Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, г. Чебоксары (Россия)

Аннотация

Введение. Разработка микроволновой технологии и установки для отделения меха от шкурок кроликов в фермерских хозяйствах является актуальной задачей.

Материалы и методы. В теоретических исследованиях применены основы теории электромагнитного поля сверхвысокочастотного диапазона. Экспериментальные исследования проводились по общепринятым методикам, с применением электронной цифровой регистрирующей аппаратуры. Основные расчеты и обработка результатов экспериментальных исследований выполнялись с применением методов математической статистики и регрессионного анализа при использовании теории активного планирования многофакторного эксперимента. Структуру пушно-мехового сырья и качество меха кроликов оценивали через органолептиче-ские, физико-химические и микробиологические показатели по методикам, рекомендованным соответствующим ГОСТОМ.

Результаты. Руководствуясь теорией электромагнитных волн, решается научно-техническая задача, состоящая в разработке установки, обеспечивающей эффективное обезжиривание, обеззараживание, отделение меха от шкур, трепание в электромагнитном поле сверхвысокой частоты.

Обсуждение. Предложена операционно-технологическая схема обработки пушно-мехового сырья с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Получены математические выражения, позволяющие оценить параметры основных узлов микроволновой установки, и предложена методика согласования конструкционно-технологических параметров с режимами работы установки для обезжиривания, обеззараживания и отделения меха от шкурок кроликов воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Согласована нагруженная добротность с объемом резонаторной камеры и напряженностью электрического поля в сырье, обеспечивающей снижение бактериальной обсемененности на два порядка. Предложен один из вариантов исполнения рабочей камеры микроволновой установки, обеспечивающий непрерывный режим работы.

Заключение. Использование данной установки непрерывного режима работы дает возможность ускорить процесс ослабления силы удерживаемости меха в коже шкурок кроликов, отделить мех от кожи; снизить энергозатраты на сборы меха, уничтожить кожеедов. Производительность установки зависит от количества сверхвысокочастотных генераторов. Качество собранного меха с использованием микроволновой технологии оценивали с учетом густоты, высоты, блеска, прочности окраски, мягкости.

Ключевые слова: генераторы; запредельные волноводы с поглощающим материалом, излучатели, мно-гомодовые резонаторы, пушно-меховое сырье, равномерность эндогенного нагрева, разрыхление и удаление примесей, резонатор, трепание, шкура кроликов, электромагнитное поле сверхвысокой частоты.

Для цитирования: Шамин Е. А., Зиганшин Б. Г., Новикова Г. В., Шаронова Т. В. Анализ условий функционирования установки для отделения меха от шкурок кроликов // Вестник НГИЭИ. 2017. № 8 (75). С. 41-47.

ANALYSIS OF THE CONDITIONS FOR THE FUNCTIONING OF THE UNIT FOR SEPARATING FURS FROM THE SKINS OF RABBITS

© 2017

Shamin Evgeniy Anatolievich, candidate of economic Sciences, associate Professor,

acting Director of the branch Institute of food technologies and design Nizhny Novgorod state engineering-economic University,Nizhny Novgorod (Russia) Ziganshin Bulat Gucmanovich, doctor of technical Sciences, Professor Kazan state agrarian University, Kazan (Russia) Novikova Galina Vladimirovna, doctor of technical Sciences, Professor, chief researcher

Nizhny Novgorod state engineering-economic University, Nizhny Novgorod (Russia), Knyaginino (Russia) Sharonova Tatiana Vyacheslavovna, candidate of technical Sciences, associate Professor Chuvash state agricultural Academy, Cheboksary (Russia)

Annotation

Introduction. The development of microwave technology and systems for separating fur from pelts of rabbits farms is an urgent task.

Materials and methods. Theoretical studies of the applied basic theory of the electromagnetic field of the microwave range. Experimental stud-ies were carried out according to conventional methods and Cam, using digital recording equipment. Basic calculations and processing of re-results experimental studies were carried out using the methods of mathematical statistics and regression analysis by using the theory of active planning multifactorial experiment. The structure of fur raw materials and fur quality of rabbits were evaluated through organoleptic, physico-chemical and microbiological parameters ac-cording to the techniques recommended by the relevant standards.

Results. Based on the theory of electromagnetic waves, solved the technological challenge of developing a installation that pro-vides effective degreasing, disinfection, separation of the fur from the skins, beating in the electromagnetic field of ultrahigh frequency.

Discussion. Proposed operational-technological scheme of processing of fur raw materials using electromagnetic fields of ultrahigh frequency. Mathematical expressions were obtained, allowing to estimate the parameters of the main components of microwave installed, and the technique of matching structural-technological parameters with the modes of operation for degreasing, bazzarition and separating fur from pelts of rabbits exposed to electromagnetic fields of ultrahigh frequency. Cohlasovani loaded q-factor with the volume of the resonator chamber and the electric field intensity in raw materials that reduce bacterial contamination by two orders of magnitude. One of the proposed variants of the working chamber of the microwave installation, ensuring continuous operation.

Conclusion. Using this setting continuous operation mode makes it possible to accelerate the process of weakening the strength of odarivaemogo fur skin pelts from the rabbits to separate the fur from the skin; to reduce energy consumption on gathering the fur, to destroy carpet beetle. The plant capacity depends on the number of microwave generators. The quality of the harvested fur with the use of microwave technology was evaluated taking into account the density, height, Shine, strength, color, softness.

Keywords: generators; the resonator, the electromagnetic field of ultrahigh frequency; fur raw materials, skin rabbits, the beyond the waveguides with absorbent material, the evenness of the endogenous heat emitters, multimode resonators, loosening and removing impurities, breaking.

Введение

Разработка микроволновой технологии и установки для отделения меха от шкурок кроликов фермерских хозяйствах является актуальной задачей.

Применение микроволновой технологии обеспечивает избирательный нагрев меха и кожи шкурок кроликов в зависимости от их диэлектрических свойств [2]. Использование энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты является одним из методов по интенсификации процесса отделения меха от кожи шкурок кроликов в фермерских хозяйствах. К преимуществам данной технологии можно отнести: саморегулирующийся нагрев; высокий коэффициент полезного действия преобразования сверхвысокочастотной энергии в тепловую энергию, выделяемую в коже; низкие потери энергии в рабочей камере; безынерционность процесса воздействия; высокая точность регулирования скорости нагрева сырья [2].

Научная проблема - разработка микроволновой технологии и установки для отделения меха от шкурок кроликов при сниженных эксплуатационных затратах.

Технологический результат направлен на ускорение технологического процесса сбора меха со шкурок кроликов с сохранением качества пушно-мехового сырья при одновременном его обеззараживании.

Степень разработанности темы. Большой вклад в разработку способов обработки пушно-мехового сырья внесли работы известных ученых: В. И. Ивашова, А. И. Бредихина, А. И. Пелеева, И. А. Рогова и др. Несмотря на наличие различных подходов к способам и средствам обработки пушно-мехового сырья в работах ученых недостаточное внимание уделено влиянию многих технологических факторов на качество кожи и меха. Анализ исследований, выполненных многими авторами, позволяет выделить основные технологические операции, требующие дальнейшего совершенствования: операция обезжиривания (удаление жира с поверхности), обеззараживания и сушки пушно-мехового сырья. Микроволновые технологии и технические средства для обработки разного сельскохозяйствен-

ного сырья исследованы такими авторами, как: И. Ф. Бородин, А. Н. Васильев, С. В. Вендин, Рогов И. А., Нетушил А. В., Гинзбург А. С., Стреб-ков Д. С. и др. [7; 8; 14; 18; 19; 20].

Анализ существующих результатов исследований позволяет выделить основные задачи, требующие дальнейшего решения [1; 3; 4; 5]. На сегодня задача отделения пушно-мехового сырья от шкурок кроликов воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты при использовании маломощных магнетронов с воздушным охлаждением, остается нерешенной. На основе анализа объемов производства кроликов в России и с учетом диэлектрических и физико-механических характеристик сырья рассматривается состояние изученности данной проблемы.

Цель работы - повышение эффективности функционирования микроволновой установки для отделения меха от шкуры кроликов в непрерывном режиме, путем совершенствования резонаторов, обеспечивающих высокую собственную добротность и радиогерметичность.

Объектом исследования является технологический процесс ослабления удерживаемости меха в коже шкурок кроликов, избирательный эндогенный нагрев кожи, трепание и пневмотранспортирование меха в непрерывном режиме воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты.

Предметом исследований является выявление закономерностей процесса термообработки кожи и ослабления удерживаемости меха в коже шкурок кроликов воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты для определения эффективного режима функционирования микроволновой установки для отделения меха от кожи.

Задачи исследований:

1. Выработать методологию проектирования установок, предназначенных для отделения меха от кожи шкурок кроликов в непрерывном режиме воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты.

2. Обосновать параметры электродинамической системы «Магнетрон-резонатор-многокомпонентная нагрузка» с учетом особенностей рабочей камеры, обеспечивающей технологический процесс

ослабления удерживаемости меха в коже шкурок кроликов, отделения его в процессе трепания в непрерывном режиме воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты.

3. Выявить эффективные конструкционно-технологические параметры и режимы работы СВЧ-установки для отделения меха от кожи шкурок кроликов на основе комплексного решения задачи сохранения качества пушно-мехового сырья.

4. Оценить технико-экономическую эффективность применения микроволновой установки для отделения меха от кожи шкурок кроликов в непрерывном режиме в фермерских хозяйствах.

Материалы и методы

В теоретических исследованиях применены основы теории электромагнитного поля сверхвысокочастотного диапазона. Экспериментальные исследования проводились по общепринятым методикам, с применением электронной цифровой регистрирующей аппаратуры.

Основные расчеты и обработка результатов экспериментальных исследований выполнялись с применением методов математической статистики и регрессионного анализа при использовании теории активного планирования многофакторного эксперимента.

Структуру пушно-мехового сырья и качество меха кроликов оценивали через органолептиче-ские, физико-химические и микробиологические показатели по методикам, рекомендованным соответствующим ГОСТОМ.

Результаты

Руководствуясь теорией электромагнитных волн, решается научно-техническая задача, состоящая в разработке установки, обеспечивающей эффективное обезжиривание, обеззараживание, отделение меха от шкур, трепание в электромагнитном поле сверхвысокой частоты.

Для разработки микроволновой установки, совмещающий такие процессы, как: избирательный эндогенный нагрев кожи шкурок и трепание для разрыхления и удаления загрязняющих примесей и шквары, ниже проанализированы существующие подобные технологии в отдельности.

Известны технологии и машины для удаления щетины, волоса и оперения. Удаление при этом происходит под действием сил трения, возникающих между рабочим органом машины и удаляемым объектом. Применяют способы одно- и двухстороннего контакта рабочих органов и удаляемого объекта, реализованные в вальцовых, упругих и бильных установках [15]. Вальцовые рабочие органы состоят из двух валиков с винтовой нарезкой и обрезинен-

ных. Упругие рабочие органы содержат скребки, пальцы, щетки. Для удаления оперения с тушек птицы применяют пальцы из формованной резины, которые крепятся на диске. Рабочее усилие прижатия создается путем их деформации. Била применяют для удаления оперения с тушек птицы после тепловой обработки.

Известно устройство для удаления оперения с тушек птицы [16]. Устройство содержит симметрично расположенные панели, которые являются электродами высокочастотного конденсатора и расположены в экранирующем корпусе, который воздуховодом с вентилятором соединен с циклоном. На панелях размещены роторные диски с рифлёными эластичными пальцами. В основу этого устройства заложен следующий принцип: при трении тушек о рабочий орган машины происходит выдергивание пера из перьевой сумки. Но для этого необходим процесс предварительной ошпарки тушек, который производится на другом устройстве, специальной ванне погружным способом, что ведет к увеличению времени обработки и снижению производительности. Недостатком является то, что устройство может снять оперения с тушек птицы, только предварительно ослабленных в горячей воде.

Принцип действия разрабатываемой микроволновой установки для отделения меха от кожи шкурок кроликов в непрерывном режиме основан на обеспечении ослабления силы удерживаемости пуха и меха в коже в процессе избирательного диэлектрического нагрева и трепания для повышения производительности установки, сохранения товарного вида пуха и меха.

Технологический процесс отделения меха от кожи шкурок кроликов и обеззараживания пушно-мехового сырья происходит следующим образом. В электромагнитном поле сверхвысокой частоты кожа избирательно эндогенно нагревается, расплавляется. Вследствие существенной разницы между диэлектрическими потерями кожи (тангенс угла диэлектрических потерь равен 0,2-0,3) и меха (тангенс угла диэлектрических потерь равен 0,05) пух и мех практически не нагреваются [6; 18].

В связи с тем, что резонаторная камера выполняет одновременно функцию трепальной машины, поэтому ослабленной силой удерживаемости пух и мех расчесываются от кожи и удаляются через дифракционные боковые поверхности резонатора с помощью вытяжного вентилятора. При этом некоторое количество меха, продолжающееся удерживаться на частицах шквары, подвергается воздействию до тех пор, пока размеры шквары становятся меньше, чем размеры дифракции.

Возможность повышения температуры нагрева поверхностного слоя кожи позволяет ослабить силу удер-живаемости основного меха в несколько раз (до 20 раз) без ухудшения его качества. Режим тепловой обработки зависит от состояния меха и кожи. Качество отделенного меха зависит от соблюдения режимов термообработки и правильной эксплуатации микроволновой установки [15; 20].

Конструкция резонаторных камер должна быть такой, чтобы внутри них эндогенный нагрев был одинаков в любой части внутреннего объема, занятого многокомпонентным сырьем [10; 17]. С другой стороны, объем резонаторов должен быть достаточно большим, чтобы в течение каждого цикла обрабатывать целую шкуру кроликов. Известно, что произвольно выбрать рабочую длину волны нельзя. Для нагрева диэлектриков оптимальный диапазон волн 12,24-12,6 см (2 450-2 375 МГц). Исходя из этого диапазона, в установках сверхвысокочастотного нагрева находят применение объемные резонаторы, линейные размеры которых могут в 5-6 раз превышать длину волны генератора. В таких резонаторах генерируются до десяти различных видов колебаний, у каждого из которых свое распределение электромагнитного поля внутри объема резонатора. Поэтому такие резонаторы относятся к много-модовым. Электромагнитные поля различных видов колебаний, возбужденных от одного генератора с фиксированной длиной волны, в различных точках объема резонатора могут интерферировать. В результате в некоторых точках могут быть более сильные электромагнитные поля, а в других точках более слабые поля. Поэтому конфигурацию и параметры объемных резонаторов следует оптимизировать с учетом электрофизических параметров компонентов пушно-мехового сырья и необходимости концентрации энергии электромагнитного поля в коже шкуры кроликов. Концентрацию энергии электромагнитных излучений в определенных компонентах сырья можно также достичь применением двух и более сверхвысокочастотных генераторов, работающих на близких частотах даже при слабой загрузке резонатора сырьем [9; 11; 12; 13].

При этом более равномерное распределение различных видов колебаний в резонаторе получится, когда размеры резонатора соизмеримы, но не равны или резонатор выполнен в виде сферы. Применяя два ввода, можно увеличить число возбуждаемых в заданном диапазоне видов колебаний и увеличить равномерность эндогенного нагрева кожи шкуры кроликов [17].

Следует также оптимизировать уровень загрузки резонаторных камер. Если резонатор полно-

стью заполнен сырьем с высоким значением диэлектрической проницаемости и большими потерями, то резко падает его нагруженная добротность и невозможно согласовать ввод энергии, обеспечивающий передачу сверхвысокочастотной энергии от генератора в объем сырья. Если резонатор загружен значительно сырьем с малой диэлектрической проницаемостью или загружен слабо сырьем с высоким значением диэлектрической проницаемости, добротность резонатора снижается незначительно. В этом случае резонатор в первом приближении можно рассчитать без учета потерь.

Обеспечение равномерности эндогенного нагрева по толщине сырья. Кожа шкуры кроликов достаточно тонкая (3-5 мм), поэтому проблемы неравномерности нагрева по толщине не возникает, поскольку толщина кожи меньше в 200-500 раз рабочей длины волны (12,24 см). Если не добиться равномерности выделения тепла по сечению кожи, то выравнивание температуры происходит за счет теплопроводности и тогда, чтобы не перегреть области, где высокая напряженность электрического поля, придется снижать мощность сверхвысокочастотного генератора и увеличить продолжительность воздействия электромагнитного поля. В этом случае преимущества эндогенного нагрева могут быть снижены.

Для обеспечения равномерности распределения электромагнитного поля в сырье можно использовать также конструктивные особенности резона-торной камеры, выполненной в виде диафрагмированного волновода (цепочка связанных резонаторов).

Излучатели сверхвысокочастотной энергии представляют собой передающие антенны, направляющие сверхвысокочастотную энергию на участок кожи шкур кроликов. Это обеспечит снижение, как микробиологической обсемененности, так и уничтожение кожеедов.

Запредельные волноводы, предназначенные для ограничения излучений через отверстия, предназначенные для подачи и выгрузки кожи шкуры кроликов в непрерывном режиме, должны иметь особую конструкцию, например, в волноводе предусмотреть специальные канавки, заполненные сильно поглощающим материалом. Конструкция привода обеспечивает возможность бесступенчатого регулирования скорости передвижения рабочих органов для изменения длительности процесса.

Средняя продолжительность процесса составляет 60-180 с, в зависимости от удельной мощности генератора. В рабочую камеру шкуры кроликов поступают по технологическому конвейеру. В рабочей камере происходит совмещение таких технологических процессов, как избирательный нагрев кожи

шкурок до расплавления, трепание, обеззараживание, измельчение шквары, транспортирование тер-мообработанного сырья (смеси меха и шквары) с помощью вытяжного вентилятора и циклона. Совмещение нескольких процессов в одной установке позволяет уменьшить затраты энергии и экономить занимаемые площади.

Обсуждение

Предложена операционно-технологическая схема обработки пушно-мехового сырья с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Получены математические выражения, позволяющие оценить параметры основных узлов микроволновой установки, и предложена методика согласования конструкционно-технологических параметров с режимами работы установки для обезжиривания, обеззараживания и отделения меха от шкурок кроликов воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Согласована нагруженная добротность с объемом резонаторной камеры и напряженностью электрического поля в сырье, обеспечивающей снижение бактериальной обсемененно-сти на два порядка. Предложен один из вариантов исполнения рабочей камеры микроволновой установки, обеспечивающий непрерывный режим работы.

Заключение

Продолжительность избирательного воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты на многокомпонентное сырье регулируется в зависимости от вида и размеров шкурок. Использование данной установки непрерывного режима работы дает возможность ускорить процесс ослабления силы удерживаемости меха в коже шкурок кроликов, отделить мех от кожи; снизить энергозатраты на сборы меха, уничтожить кожеедов. Производительность установки зависит от количества сверхвысокочастотных генераторов. Качества собранного меха с использованием микроволновой технологии оценивали с учетом густоты, высоты, блеска, прочности окраски, мягкости.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белова М. В., Александрова Г. А., Поручиков Д. В. Технологическое оборудование для термообработки с.-х. сырья // Вестник ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева». 2013. № 2 (78). С. 12-16.

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

3. Белова М. В. Зиганшин Б. Г. Объемные резонаторы СВЧ-генератора для термообработки сырья в поточном режиме // Естественные и технические науки. 2015. № 1. С. 121-123.

4. Белова М. В., Селиванов И. М., Махотки-на Н. И. Блок-схема модернизации СВЧ-установки для термообработки сырья // Естественные и технические науки. 2015.№ 2. С. 127-128.

5. Беляев М. И. Рыжова Н. В. Диэлектрические характеристики различных пищевых жиров // Общественное питание. 1974. № 6. С. 24-25.

6. Большаков С. А., Заяс Ю. Ф. Диэлектрические свойства мяса и мясопродуктов // Труды ВНИИМП. 1975. Вып. 31. С. 47-51.

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

8. Гинзбург А. С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. М. : Пищевая промышленность. 1973. 528 с.

9. Зиганшин Б. Г., Белова М. В., Новиква Г. В. Электродинамический анализ резонаторов, используемых в сверхвысокочастотных установках // Естественные и технические науки. 2015. № 6. С. 477-480.

10. Кудрявцев И. Я., Карасенко В. А. Электрический нагрев и электротехнология. М. : Колос. 1975.368 с.

11. Новикова Г. В., Белова М. В., Пономарев А. Н. Зависимость мощности потерь СВЧ-энер-гии от напряженности электрического поля // Вестник ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет». 2011. № 2 (70). С. 119-122.

12. Новикова Г. В., Жданкин Г. В., Сторче-вой В. Ф. Разработка сверхвысокочастотной установки для термообработки непищевых отходов убоя и переработки птицы // Научная жизнь. 2016. № 11. С.10-14.

13. Некрутман С. В. СВЧ-аппараты в общественном питании. М. : Экономика. 1973. 119 с.

14. Ивашов В. И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. М. : Колос. 2001. 552 с.

15. Цугленок Н. В., Зайцев В. Е., Новикова Г. В., Немков С. Н. Патент 2011682 РФ, МПК С 14 В 1/58. Сушилка для пушно-мехового сырья; заявитель и патентообладатель Красноярский государственный аграрный университет. № 4907723/12; за-явл. 04.02.1991; опубл. 30.04.1994.

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

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

17. Рогов И. А., Адаменко В. Я., Некрут-ман С. В. и др. Электрофизические, оптические и

акустические характеристики пищевых продуктов. М. : Легкая и пищевая промышленность. 1981. 288 с.

18. Рогов И. А., Некрутман С. В. Сверхвысокочастотный и инфракрасный нагрев пищевых продуктов. М. : Пищевая промышленность. 1976. 210 с.

19. Стабников В. Н. Процессы и аппараты пищевых производств. М. : Агропромиздат. 1985. 503 с.

REFERENCES

1. Belova M. V., Aleksandrova G. A., Poruchi-kov D. V. Tehnologicheskoe oborudovanie dlja termoob-rabotki s.-h. syr'ja (Processing equipment for heat treatment of agricultural raw materials), Vestnik FGOUVPO «Chuvashskij gosudarstvennyj pedagogicheskij univer-sitet im I. Ja. Jakovleva», 2013, No. 2 (78), pp. 12-16.

2. Belova M. V. Konstruktivnye osobennosti re-zonatorov sverhvysokochastotnyh ustanovok dlja termoobrabotki syr'ja v potochnom rezhime (Design features of resonators of superhigh-frequency installations for heat treatment of raw materials in the line mode), Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrar-nogo universiteta, 2015, No. 4 (38), pp. 31-37.

3. Belova M. V., Ziganshin B. G. Ob"emnye re-zonatory SVCh-generatora dlja termoobrabotki syr'ja v potochnom rezhime(The generator microwave ovens volume resonators for heat treatment of raw materials in the line mode), Estestvennye i tehnicheskie nauki, 2015, No. 1, pp. 121-123.

4. Belova M. V., Selivanov I. M., Makhot-kina N. I. Blok-shema modernizacii SVCh-ustanovki dlja termoobrabotki syr'ja (The flowchart of modernization of the microwave oven of installation for raw materials heat treatment), Estestvennye i tehnicheskie nauki, 2015, No. 2, pp. 127-128.

5. Belyev M. I., Ryzhov N. I. Dijelektricheskie harakteristiki razlichnyh pishhevyh zhirov (Dielectric characteristics of various food fats), Obshhestvennoe pitanie, 1974, No. 6, pp. 24-25.

6. Bolshakov S. A., Zayas J. F. Dijelektricheskie svojstva mjasa i mjasoproduktov (Dielectric properties of meat and meat products), Trudy VNIIMP, 1975, No. 131, pp. 47-51.

7. Ginsburg A. S. Raschet i proektirovanie sushil'nyh ustanovok pishhevoj promyshlennosti (Calculation and design of drying installations of the food industry), Agropromizdat, 1985, 336 p.

8. Ginsburg A. S. Osnovy teorii i tehniki sushki pishhevyh produktov (Fundamentals of the theory and technique of drying food products), Food industry, 1973, 528 p.

9. Ziganshin B. G., Belova M. V., Noviko-va G. V. Jelektrodinamicheskij analiz rezonatorov,

ispol'zuemyh v sverhvysokochastotnyh ustanovkah (The electrodynamic analysis of the resonators used in superhigh-frequency installations), Estestvennye i tehnicheskie nauki, 2015, No. 6, pp. 477-480.

10. Kudryavtsev I. Y., Tarasenko V. A. Jelek-tricheskij nagrev i jelektrotehnologija (Electric heating and electrotechnology), Kolos, 1975, 368 p.

11. Novikova G. V., Belova M. V., Ponoma-rev A. N. Zavisimost' moshhnosti poter' SVCh-jenergii ot naprjazhennosti jelektricheskogo polja (Dependence of power of losses of microwave energy on electric field strength), Vestnik FGOU VPO «Chuvashskij gosudarstvennyj pedagogicheskij universitet», 2011, No. 2 (70), pp. 119-122.

12. Novikova G. V., Zhdankin G. V., Storche-voy V. F. Razrabotka sverhvysokochastotnoj ustanovki dlja termoobrabotki nepishhevyh othodov uboja i pere-rabotki pticy (Development of superhigh-frequency installation for heat treatment of nonfood waste of slaughter and processing of a bird), Nauchnaja zhizn', 2016, No. 11, pp. 10-14.

13. Nekrutman S. V. SVCh-apparaty v obshhe-stvennom pitanii (The microwave oven devices in public catering), Jekonomika, 1973, 119 p.

14. Ivashov V. I. Tehnologicheskoe oborudo-vanie predprijatij mjasnoj promyshlennosti (Processing equipment of the enterprises of the meat industry), Kolos, 2001, 552 p.

15. Tsuglenok N. V., Zaitsev V. E., Novikova G. V. Patent 2011682 of the Russian Federation, IPC 14 In 1/58. Sushilka dlja pushno-mehovogo syr'ja (The dryer for fur and fur raw materials); applicant and patentee: Krasnoyarsk state agrarian University. No. 4907723/12; Appl. 04.02.1991; publ. 30.04.1994.

16. Pchelnikov Y. N., Sviridov V. T. Jelek-tronika sverhvysokih chastot (Electronics of ultrahigh frequencies), M. Radio i svjaz', 1981, 96 p.

17. Rogov I. A., Adamenko V. Y., Nekrut-man S. V. Jelektrofizicheskie, opticheskie i akustiches-kie harakteristiki pishhevyh produktov (Electrophy-sical , optical and acoustic characteristics of foodstuff), Legkaja i pishhevaja promyshlennost', 1981, 288 p.

18. Rogov I. A., Nekrutman S. V. Sverhvyso-kochastotnyj i infrakrasnyj nagrev pishhevyh produktov (Superhigh-frequency and infrared heating of foodstuff), Pishhevaja promyshlennost', 1976, 210 p.

19. Stabnikov V. N. Processy i apparaty pish-hevyh proizvodstv (Processes and devices of food productions), Agropromizdat, 1985, 503 p.

Дата поступления статьи в редакцию 18.04.2017, принята к публикации 21.06.2017.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.