СВЧ установка для термообработки вторичного мясного сырья

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В условиях фермерских хозяйств возникает проблема нейтрализации неприятных запахов при термообработке вторичного мясного сырья для сохранения потребительских свойств белкового корма при низких эксплуатационных затратах.

Цель работы — разработка установки для термообработки с обеззараживанием и нейтрализацией неприятного запаха измельченного вторичного мясного сырья комплексным воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты, бактерицидного потока УФ лучей и озона в непрерывном режиме с обеспечением электромагнитной безопасности.

Материалы и методы. Сырьем являются камеры желудка жвачных животных. Основная идея, принцип работы и конструкция установки базируется на распространении СВЧ колебаний в резонаторе со спиральной замедляющей системой. СВЧ установка содержит в неферромагнитном цилиндре с перфорированным нижним основанием, соосно расположенный неферромагнитный спиральный цилиндр и электроприводной фторопластовый шнек, со сплошной винтовой поверхностью. Средний периметр кольцевого объема, между цилиндром и спиральным цилиндром, образующего коаксиальный резонатор, и его высота кратны половине длины волны. К кольцевому основанию цилиндра установлены коронирующие щетки, под которыми радиально расположены электрогазоразрядные лампы, запитанные от генераторов килогерцовой частоты, а под лампами расположена керамическая кольцевая сферическая поверхность. Магнетроны установлены по периметру наружного цилиндра со сдвигом на 120 градусов. Шквара удаляется с помощью пневмотранспортера.

Результаты. Особенность коаксиального резонатора — это образующая внутреннего цилиндра, которая представлена в виде спиральной замедляющей системы. Поэтому собственная добротность резонатора высокая, в пределах 115 000, следовательно, термический КПД может составить 0,7–0,75. Фактор диэлектрических потерь сырья с уменьшением влажности с 76 до 30% уменьшается в пять раз. Значит, при сохранении напряженности электрического поля на уровне 1,2–2 кВ/см, мощность электромагнитного поля, рассеиваемая в единице объема шквары, уменьшается в пять раз с 34 500 до 6800 Вт/см3.

Заключение. Новое конструктивное решение со спиральным коаксиальным резонатором и использованием керамического отражателя, комплекса физических факторов позволило создать конструкции рабочей камеры для термообработки отходов убоя жвачных животных с нейтрализацией неприятного запаха, производительностью 30–35 кг/ч и удельными энергетическим затратами 0,16–0,19 кВт∙ч/кг.

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Из мясных отходов убоя животных, допущенных ветеринарной службой к переработке, производят белковый корм для животных. К указанным отходам, в частности, можно отнести камеры желудков жвачных животных (рубец, сетка, книжка, сычуг), как жиросодержащее некондиционное сырье. Из них вытапливают технический жир и шквару для корма животных [1, 2]. Для этих целей применяют аппараты, где реализуется способ непосредственного контакта сырья с горячей водой или острым (см. c. 322 в книге [3]) паром. Вместе с тем, следует отметить, что длительная продолжительность контакта сырья с высокотемпературным теплоносителем снижает качество жира и шквары.

Известна СВЧ установка с биконическим резонатором и пакетами тарелок для термообработки мясокостных конфискатов (см. патент № 2803127 [4]). Она содержит вертикально расположенный биконический неферромагнитный резонатор в виде конических обечаек. Внутри резонатора соосно расположены внешний и внутренний пакеты фторопластовых тарелок в виде усеченных конусов. Внутренний пакет тарелок установлен на электроприводной диэлектрический вал со спиральным диэлектрическим шнеком в нижней конической обечайке. Известны и другие СВЧ установки для термообработки мясного сырья [5–6]. Использование таких установок позволяет повысить качество обработки вторичного мясного сырья, но не позволяет нейтрализовать неприятный запах.

Возникает проблема нейтрализации неприятных запахов при термообработке вторичного мясного сырья для сохранения потребительских свойств белкового корма при низких эксплуатационных затратах [7]. В условиях фермерских хозяйств, нейтрализация запаха при термообработке конфискатов, является актуальной задачей.

Целью настоящей работы является разработка многогенераторной радиогерметичной установки с СВЧ энергоподводом, бактерицидным потоком УФ лучей, озоном в коаксиальный резонатор для термообработки с обеззараживанием и нейтрализацией неприятного запаха измельченного вторичного мясного сырья в непрерывном режиме.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Измельченным сырьем являются камеры желудка жвачных животных (рубец, книжка, сетка, сычуг) и другие мясные отходы [8]. Основная идея, принцип работы и конструкция установки базируется на распространении СВЧ колебаний в резонаторе со спиральной замедляющей системой. При конструировании коаксиального резонатора образующая внутреннего цилиндра представлена в виде спирали. Варьированием отношения длины одного витка спирали к ее шагу можно изменить коэффициент замедления системы, пропустить между витками частицы сырья в кольцевой объем резонатора в непрерывном режиме за счет центробежной силы для термообработки во взвешенном состоянии.

 

Рис. 1. СВЧ установка для термообработки вторичного мясного сырья в непрерывном режиме: a) общий вид; b) общий в разрезе с позициями; c) коаксиальный резонатор в разрезе; d) неферромагнитный спиральный цилиндр; e) керамическая кольцевая сферическая поверхность; f) неферромагнитные коронирующие щетки на верхнем основании цилиндра; 1 — неферромагнитная загрузочная емкость; 2 — неферромагнитный цилиндр с перфорированным нижним основанием 7; 3 — неферромагнитный коаксиальный резонатор; 4 — неферромагнитный спиральный цилиндр; 5 — фторопластовый шнек; 6 — магнетроны воздушного охлаждения; 8 — неферромагнитная накопительная емкость; 9 — запредельный волновод; 10 — диэлектрическая труба пневмотранспортера; 11 — керамическая кольцевая сферическая поверхность; 12 — электрогазоразрядные лампы; 13 — неферромагнитные коронирующие щетки.

Fig. 1. The microwave device for heat treatment of meat by-products and waste in a continuous mode: a) general view; b) general view in section with positions; c) coaxial resonator in section; d) non-ferromagnetic spiral cylinder; e) ceramic annular spherical surface; f) non-ferromagnetic corona brushes at the upper base of the cylinder; 1 — non-ferromagnetic loading tank; 2 — non-ferromagnetic cylinder with a perforated lower base 7; 3 — nonferromagnetic coaxial resonator; 4 — nonferromagnetic spiral cylinder; 5 — fluoroplastic auger; 6 — air-cooled magnetrons; 8 — non-ferromagnetic storage tank; 9 — transcendental waveguide; 10 — dielectric tube of the pneumatic conveyor; 11 — ceramic annular spherical surface; 12 — electric gas discharge lamps; 13 — non-ferromagnetic corona brushes.

 

СВЧ установка с коаксиальным спиральным резонатором для термообработки вторичного мясного сырья в непрерывном режиме (см. рис. 1) содержит в вертикально установленном неферромагнитном цилиндре 2 с перфорированным нижним основанием 7, соосно расположенный неферромагнитный спиральный цилиндр 4 и электроприводной фторопластовый шнек 5, со сплошной винтовой поверхностью и фторопластовым валом. Первый винт шнека, под загрузочной емкостью, выполнен из неферромагнитного материала. Соосно расположенные неферромагнитный цилиндр и неферромагнитный внутренний цилиндр, боковая поверхность которого представлена в виде спирали из неферромагнитного материала (неферромагнитный спиральный цилиндр) образуют коаксиальный резонатор 3 (кольцевой объем). Средний периметр кольцевого объема и высота коаксиального резонатора кратны половине длины волны. К нижнему перфорированному основанию неферромагнитного цилиндра прикреплена неферромагнитная цилиндрическая накопительная емкость 8 с наклонным основанием, содержащим запредельный волновод 9 с шаровым краном, а на верхнее неферромагнитное кольцевое основание неферромагнитного цилиндра установлена неферромагнитная загрузочная емкость 1 с задвижкой. К внутренней стороне кольцевого основания цилиндра с радиальным сдвигом установлены неферромагнитные коронирующие щетки 13, под которыми радиально расположены электрогазоразрядные лампы 12, запитанные от генераторов килогерцовой частоты, расположенных с наружной стороны боковой поверхности цилиндра 2. Под электрогазоразрядными лампами расположена керамическая кольцевая сферическая поверхность 11, большой диаметр которой меньше диаметра наружного цилиндра, на половину длины волны. Из этих кольцевых отверстий (отверстие в керамической кольцевой сферической поверхности и кольцевое отверстие между наружным цилиндром и керамической поверхностью) бактерицидный поток УФ излучений распространяется в сырье, которое находится во взвешенном состоянии. По периметру боковой поверхности цилиндра со сдвигом на 120 градусов и сдвигом по высоте установлены волноводы с магнетронами 6 и вентиляторами. Над перфорированным основанием 7 цилиндра расположена всасывающая диэлектрическая труба 10 пневмотранспортера, закрытая сеткой, ячейки которой не более размеров шквары (5–6 мм). Продолжение диэлектрической трубы 10 пневмотранспортера за цилиндром 2 выполнено из неферромагнитного материала.

Электрогазоразрядные лампы бактерицидного потока УФ излучений могут быть подключены к генераторам килогерцовой частоты, как в Ультратоне (22 кГц), или в Дарсонвале (110 кГц) [9] либо лампы могут загораться за счет энергии электромагнитных излучений СВЧ диапазона. Температура колбы лампы влияет на интенсивность ультрафиолетового излучения, максимум излучения лампы соответствует температуре ее стенок 40 °С. При этом, вследствие изменения сопротивления газового разряда, падает напряжение на лампе и, соответственно, увеличивается сила тока, а мощность лампы сохраняет свою величину. Лампа в совокупности с генератором килогерцовой частоты является колебательным контуром, а разряд, возникающий в лампе, при каждом изменении направления тока, является источником электромагнитных колебаний, лежащих в диапазоне радиоволн. Электрогазоразрядные лампы (40 Вт) бактерицидного потока УФ излучений при расположении на расстоянии 0,5–1 см от неферромагнитной щётки начинают коронировать с сопровождением длинных искр. Коронный разряд возникает у щетки с тонкими неферромагнитными иголками. Зона вблизи щетки характеризуется более высокими значениями напряженности электрического поля (менее 15 кВ/см), вокруг электрогазоразрядных ламп возникает свечение в виде короны, происходит ионизационные процессы и озонирование воздуха.

При этом основными действующими факторами являются бактерицидный поток, синусоидальный ток надтональной частоты, высоковольтный (3,5 кВ) коронный разряд, обеспечивающий озонирование воздуха и выделение тепла. Наличие этих факторов в электромагнитном поле сверхвысокой частоты (2450 МГц) обеспечивает уникальное бактерицидное действие с обеззараживанием и нейтрализацией неприятных запахов при термообработке измельченных камер желудков жвачных животных.

Технологический процесс термообработки, обеззараживания и нейтрализация неприятных запахов вторичного мясного сырья в непрерывном режиме в СВЧ установке с коаксиальным резонатором происходит следующим способом. Загрузить предварительно измельченные куски вторичного мясного сырья (камеры жвачных животных: рубец, сетка, книжка, сычуг и др.) в загрузочную емкость 1 при закрытой задвижке. Включить генераторы килогерцовой частоты, после чего электрогазоразрядные лампы 12 загораются и начинают коронировать о неферромагнитные щетки 13. Происходит выделение озона, что обеспечивает стерилизацию поверхностей всех элементов рабочей камеры. Далее необходимо включить электропривод фторопластового шнека 5 и открыть задвижку в загрузочной емкости. После чего измельченные куски вторичного мясного сырья с помощью сплошной винтовой поверхности шнека перемещаются вдоль вниз, тогда включить магнетроны 6 с вентиляторами. В кольцевом объеме, представленном как коаксиальный резонатор 3 между неферромагнитным цилиндром 2 и неферромагнитным спиральным цилиндром 4, возбуждается равномерное электромагнитное поле сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ), поле бегущей волны. Частота ЭМПСВЧ 2450 МГц, длина волны 12,24 см, глубина проникновения волны в сырье 1,7–2 см, размеры частиц готовой шквары 5–6 мм. Керамическая кольцевая сферическая поверхность 11 обеспечивает концентрацию энергии ЭМПСВЧ в кольцевом объеме резонатора и уменьшает потери на излучение, так как обладают малыми диэлектрическими потерями (см. с. 360 в [10]).

В коаксиальном резонаторе боковая поверхность внутреннего цилиндра представлена в виде спирали с достаточно большой длиной витка и с определённым шагом витков, между которыми при вращении фторопластового шнека предварительно измельченное сырье, размером менее, чем глубина проникновения волны проходит, за счет центробежной силы в кольцевой объем (в коаксиальный резонатор). Частицы сырья в кольцевом резонаторе находятся во взвешенном состоянии, и равномерно за счет токов поляризации в ЭМПСВЧ нагреваются до 85–95 °С и обеззараживаются [11]. Жир вытапливается и стекает через перфорированное неферромагнитное основание 7 в неферромагнитную накопительную емкость 8 с запредельным волноводом 9, через которую можно слить жидкую фракцию, открывая шаровой кран. Шквара за счет центробежной силы при вращении фторопластового шнека 5 сбрасывается к периферии и боковой поверхности неферромагнитного цилиндра, и всасывается диэлектрической трубой 10 пневмотранспортера через сетку, ячейки которой не позволяют транспортировать не вытопленные частицы сырья.

Для обеспечения стабильности работы магнетронов воздушного охлаждения важно иметь в коаксиальном резонаторе ЭМП, возбуждаемое на виде колебаний Н011 и охватывающее узел, выполненный в форме спирали. Поэтому боковая поверхность внутреннего цилиндра выполнена в виде спирали. Спираль, соединенная с верхним кольцевым основанием и нижним перфорированным основанием наружного цилиндра, обеспечивает в витках синусоидальный вид колебаний. Виды колебаний в коаксиальном резонаторе, отличающиеся от Н011, отстают от него по частоте достаточно сильно и могут быть эффективно подавлены, что и обеспечивает наличие в пространстве взаимодействие только синусоидальных колебаний (см. c. 192 в [12]). Это позволит существенно увеличить мощность потока излучений в коаксиальном резонаторе. При этом, внутрь спирального цилиндра поток мощности излучений проходит через межвитковую щель, поэтому в нем реализован фторопластовый шнек. Благодаря большому объёму коаксиального резонатора при малой площади его поверхности (поверхность в виде спирали), увеличивается собственная добротность всей резонансной системы и, следовательно, стабильность частоты. При этом взаимодействие происходит в тех случаях, когда частота СВЧ волны совпадает или кратна частоте синусоидальных колебаний в витках спирали. Поэтому шаг спирали и длина одного витка подобраны так, чтобы усилить энергию СВЧ бегущей волны в объёме коаксиального резонатора. Радиогерметичность установки обеспечивается за счет неферромагнитного первого винта (под задвижкой в загрузочной ёмкости 1) фторопластового шнека 5, а также запредельного волновода в накопительной ёмкости 8.

Согласно существующим правилам техники безопасности обслуживающий персонал не должен подвергаться воздействию электромагнитных излучений интенсивностью большей 10 мкВт/см2.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Особенность спиральной замедляющей системы — слабая зависимость замедления от частоты электромагнитного поля. Поэтому на частоте 2450 МГц для усиления СВЧ энергии в коаксиальном резонаторе рассматривается возможность использования спирали вместо образующей внутреннего цилиндра, извитый как круглый цилиндр радиусом a с постоянным шагом d. Если диаметр неферромагнитного провода мал по сравнению с диаметром спирали, то её можно рассматривать как цилиндр, проводимость которого бесконечна в направлении витков спирали и равна нулю в перпендикулярном направлении (см. c. 99 в [13]).

Замедление (m) электромагнитной волны в направлении продольной оси спирали z приблизительно равно отношению длины волны витка спирали к ее шагу (см. c. 16 в [14]):

m2πb/h=tgφ,                                                                                               (1)

где b — радиус спирали по центру поперечного сечения неферромагнитной проволоки, см; h — шаг спирали, см; φ — угол между направлением витков и продольной осью спирали z.

Продольные составляющие напряжённости электрического поля изменяются по-разному, внутри спирали и вне спирали, т.е. в кольцевом объёме резонатора.

 

Рис. 2. Размеры коаксиального резонатора: R = 30,6 см; r = 9,2 см; h = 76,5 см.

Fig. 2. Dimensions of the coaxial resonator: R = 30,6 cm; r = 9,2 cm; h = 76,5 cm.

 

Проведён расчёт собственной добротности коаксиального резонатора, как основной показатель оценки КПД. Распределения напряжённости электрического поля в коаксиальном резонаторе со спиральной обечайкой внутреннего цилиндра исследовали в программе CST Studio Suite [15]. Собственная добротность вычислена через объем (V, м3) и площадь поверхности стенок алюминиевого резонатора (S, м2), учитывая толщину скин-слоя (∆ = 1,72 мкм) при частоте 2450 МГц., и учитывая особенности щелевого резонатора [14, 16]. Объем и площадь поверхности коаксиального резонатора (рис. 2) вычисляли по формулам:

Vкоакс=πh(R2r2)=3,1476,5(30,629,22)=204592 cм3,                                              (2)

Sкоакс=2πRh+R2k1+rhk2=23,1430,676,5+30,620,5+9,276,50,7=20735 cм2, (3)

где k1 — коэффициент, учитывающий снижение площади поверхности резонатора за счёт перфорации основания (k1 = 0,5); k2 — коэффициент, учитывающий уменьшение поверхности внутреннего цилиндра, выполненного в виде спирали (k2 = 0,7).

Собственная добротность коаксиального резонатора:

Q=2VSΔ=20,2045922,07351,72106=114732.                                                           (4)

Расчёты показывают, что собственная добротность резонатора такой конструкции в пределах 115000, следовательно, термический КПД может составить 0,7–0,75.

 

Рис. 3. Диэлектрические характеристики мясного сырья в зависимости от жирности при температуре 20°С и частоте 2450 МГц [17].

Fig. 3. Dielectric characteristics of meat by-products and waste depending on fat content at a temperature of 20°C and a frequency of 2450 MHz Dielectric [17].

 

Рис. 4. Диэлектрические характеристики мясного сырья в зависимости от влажности при температуре 20°С и частоте 2450 МГц [17].

Fig. 4. Dielectric characteristics of meat by-products and waste depending on humidity at a temperature of 20°C and a frequency of 2450 MHz [17].

 

Для вычисления мощности электромагнитного поля (Вт/см3), рассеиваемой в единице объёма сырья (5), анализированы изменения их диэлектрических параметров при термообработке в электромагнитном поле сверхвысокой частоты (см. рис. 3, 4).

Р=0,5561012kЕ2f,                                                                                      (5)

где k — фактор диэлектрических потерь сырья; Е — напряжённость электрического поля, В/см; f — частота электромагнитного поля (2450∙106 Гц).

Анализ диэлектрических характеристик мясного сырья при частоте 2400 МГц показывает, что они значительно зависят от жирности (см. c. 67 [17]).

Зависимости диэлектрической проницаемости (ε), фактора диэлектрических потерь (k), тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) от жирности (Ж, %) мясного сырья описываются следующими эмпирическими выражениями:

ε= 52,63е0,022Ж,k= 19,64е0,025Ж,tgδ= 0,37е0,025Ж                     (6)

Уменьшение диэлектрических характеристик с увеличением жирности мясного сырья (рис. 4) объясняется снижением влажности. При термо- обработке сырья вытопленный жир стекает через перфорированное основание резонатора, и влажность шквары уменьшается. Тогда диэлектрические характеристики сырья в зависимости от влажности изменяются.

Анализ характеристик показывает, что фактор диэлектрических потерь сырья (k) в процессе термообработки (с уменьшением влажности) уменьшается в пять раз, с 17,6 до 3,5. Это значит, при сохранении напряжённости электрического поля на уровне 1,2–2 кВ/см, мощность электромагнитного поля (см. с. 259 в [18]), рассеиваемая в единице объёма шквары, уменьшается в пять раз.

Р=0,5561012kЕ2f=0,5561012(17,6÷3,5)(1,2103)22450106=34523,6÷6865,5 Вт/см3           (7)

Итак, удельные диэлектрические потери, а, следовательно, и количество теплоты, выделяемое в единице объёма сырья, уменьшается с 34500 до 6800 Вт/см3.

Производительность установки зависит от количества и мощности магнетронов и электрогазоразрядных ламп и мощности источников килогерцовой частоты, вида жиросодержащего сырья. Технические характеристики установки приведены в табл. 1.

 

Таблица 1. Технические характеристики центробежной установки

Table 1. Technical specification of the centrifugal device

Наименование / Name

Параметры

Производительность, кг/ч /

Capacity, kg/h

30–35

Общая мощность установки, кВт /

Total power of the installation, kW

5,6

Удельные энергетические затраты, кВт∙ч/кг /

Specific energy costs, kWh/kg

0,16–0,19

Мощность СВЧ генераторов, кВт /

Total power of the installation, kW

3,3

Мощность вентиляторов для

охлаждения магнетронов, кВт/ kW

0,45

Мощность генератора килогерцовой частоты, кВт /

Power of the kilohertz frequency generator, kW

0,45

Мощность пневмонасоса, кВт /

Pneumatic pump power, kW

0,4

Мощность винтового шнеков, Вт /

Power of screw screws, W

1,0

Диаметр и высота резонатора, см /

Diameter and height of the resonator, cm

61,2; 76,5

 

ВЫВОДЫ

Результаты предварительного исследования динамики нагрева тонко измельчённого сырья показывают, что можно произвести термообработку с вытопкой жира производительностью 30–35 кг/ч при мощности СВЧ генератора 5,6 кВт, мощности генератора килогерцовой частоты 0,45 кВт при удельных энергетических затратах 0,16–0,19 кВт∙ч/кг.

Применение современного программного обеспечения при моделировании распределения электромагнитного поля в такой конструкции резонатора позволили выявить новые возможности для улучшения конструктивных и технологических параметров СВЧ установки для термообработки вторичного мясного сырья. Использование нового материала в виде керамического отражателя; других физических факторов, таких как: коронный разряд, обеспечивающий озонирование и бактерицидный поток УФ излучений; новых конструктивных решений позволили создать конструкции рабочей камеры для термообработки отходов убоя жвачных животных с нейтрализацией неприятного запаха, существенно превосходящих их прототипы. Данную конструкцию резонатора можно отнести к металлодиэлектрическим резонаторам.

При конструировании коаксиального резонатора образующая внутреннего цилиндра представлена в виде спирали. Варьируя отношение длины одного витка спирали к её шагу, можно изменить коэффициент замедления системы, пропустить между витками частицы сырья в кольцевой объем резонатора в непрерывном режиме за счет центробежной силы для термообработки во взвешенном состоянии.

Описанная концепция разработки СВЧ установки с нестандартной конструкции резонатора, совмещающего функции спиральной замедляющей системы при термообработке вторичного мясного сырья, позволит увеличить эффективность процесса при непрерывном режиме работы.

СВЧ установку с нестандартным коаксиальным резонатором, обеспечивающим электромагнитную безопасность без дополнительного экранирующего корпуса в непрерывном режиме, целесообразно применить в убойных цехах фермерских хозяйств.

Результаты оценки действия газоразрядных ламп, расположенных в электромагнитном поле СВЧ на кормовую ценность продукта, позволяют определить направление исследований при изучении механизмов действия газоразрядных технологий.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Е.В. Воронов — анализ существующей технологии переработки камер желудка жвачных животных, доработка текста, утверждение окончательной версии рукописи; Г.В. Новикова — работа над реализацией инновационной идеи нейтрализации запаха сырья в коаксиальном резонаторе с источниками электрофизических факторов; обоснование эффективных режимов термообработки сырья; О.В. Михайлова — формирование структуры статьи, анализ и дополнение текста статьи; построение 3D–модели установки; исследования электродинамических параметров системы «генератор-резонатор»; М.В. Просвирякова — совместный анализ научной литературы по проблеме исследования, описание принципа действия установки, подготовка первоначальных выводов; С.А. Суслов — формулирование основных направлений исследований, доработка текста; составление выводов. Авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

ADDITIONAL INFORMATION

Authors’ contribution. E.V. Voronov — analysis of the existing technology of processing chambers of ruminant animals, text revision, approval of the final version of the manuscript; G.V. Novikova — work on the implementation of the innovative idea of neutralizing the odor of meat by-products and waste in a coaxial resonator with sources of electrophysical factors; justification of effective modes of heat treatment of meat by-products and waste; O.V. Mikhailova — formation of the structure of the article, text editing; building of a 3D model of the device; studies of electrodynamic parameters of the “generator-resonator” system; M.V. Prosviryakova — complex analysis of scientific literature on the research problem, description of the principle of operation of the device, preparation of initial conclusions; S.A. Suslov — formulation of the main directions of the research, text revision; drawing conclusions. All the authors made a significant contribution to the research and preparation of the article, read and approved the final version before publication.

Conflict of interest. The authors declare the absence of obvious and potential conflicts of interests related to the publication of this article.

Funding source. The authors state that there is no external funding when conducting the study.

×

Об авторах

Евгений Викторович Воронов

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: e_voronov@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-9867-5860
SPIN-код: 8963-4080

доцент, кандидат экон. наук; директор инженерного института

Россия, Нижегородская область, 606340, Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а

Галина Владимировна Новикова

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Email: NovikovaGalinaV@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9222-6450
SPIN-код: 3317-5336

профессор, доктор техн. наук, главный научный сотрудник по подготовке научно-педагогических кадров

Россия, Нижегородская область, 606340, Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а

Ольга Валентиновна Михайлова

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Email: ds17823@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9231-4733
SPIN-код: 9437-0417

профессор, доктор техн. наук, профессор кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Россия, Нижегородская область, 606340, Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а

Марьяна Валентиновна Просвирякова

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Email: prosviryakova.maryana@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3258-260X
SPIN-код: 5642-4560

доцент, доктор техн. наук, профессор кафедры «Автоматизация и роботизация технологических процессов имени академика И.Ф. Бородина»

Россия, Нижегородская область, 606340, Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а

Сергей Александрович Суслов

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Email: nccmailu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1189-8023
SPIN-код: 4040-2965

доцент, доктор эконом. наук, профессор кафедры «Экономика и автоматизация бизнес процессов»

Россия, Нижегородская область, 606340, Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а

Список литературы

  1. Киселева И.С., Рудик Ф.Я., Романова О.В. Ресурсосберегающие технологии переработки мясной продукции // Аграрный научный журнал. 2023. № 5. С. 140–145. EDN: DGKAXV doi: 10.28983/asj.y2023i5pp140-145
  2. Балякина К.Д., Детиненко С.А., Чернегов Н.Ю. Переработка вторичных ресурсов как метод повышения эффективности деятельности предприятия АПК // Modern Science. 2021. № 4–1. С. 77–86. EDN: SPIYQA
  3. Азаров Б.М., Аурих Х., Дичев С. Технологическое оборудование пищевых производств. М.: Агропромиздат, 1988.
  4. 4. Патент РФ № 2803127 / 06.09.2023. Бюл. № 25. Воронов Е.В., Тихонов А.А. Михайлова О.В. и др. СВЧ установка с биконическим резонатором и пакетами тарелок для термообработки мясокостных конфискатов. Дата обращения: 27.10.2023. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_54659424_76234872.PDF EDN: OHWPJY
  5. Жданкин Г.В., Сторчевой В.Ф., Новикова Г.В. и др. Исследование режимов работы установки СВЧ для термообработки и обеззараживания непищевого сырья животного происхождения // Российская сельскохозяйственная наука. 2019. № 6. С. 65–69. EDN: GTLNAO doi: 10.31857/S2500-26272019665-69
  6. Жданкин Г.В., Белова М.В., Михайлова О.В. и др. Радиоволновые установки для термообработки непищевых отходов животного происхождения // Известия Оренбургского ГАУ. 2018. № 4(72). С. 198−202. EDN: XYKUTJ doi: 10.37670/2073-0853
  7. Горбунова Н., Петрунина И.П. Проблемы использования отходов при производстве продукции предприятиями мясной отрасли // Мясная индустрия. 2023. № 9. С. 32–36. EDN: WAGVLY doi: 10.37861/2618-8252-2023-09-32-36
  8. Воронов Е.В. Исследование и обоснование параметров СВЧ-установки, реализующей ресурсосберегающую технологию термообработки мясных отходов // Вестник НГИЭИ. 2023. № 8 (147). С. 33–43. EDN: POTHMG doi: 10.24412/2227-9407-2023-8-33-43
  9. Астафьева К.А., Иванова И.П. Анализ цитотоксического действия медицинских газоразрядных устройств // Современные технологии в медицине (СТМ-HtmlView). Т 9, № 1 (2017). С. 115–123. EDN: YIZWGT doi: 10.17691/stm2017.9.1.15
  10. Стрекалов А. В., Стрекалов Ю. А. Электромагнитные поля и волны. М.: РИОР; ИНФРА-М, 2014.
  11. Кененбай Г.С., Чоманов У.Ч., Омиржанова Б.Б., Татиева А.Н. Микробиологические показатели говяжьего рубца после озонирования // Все о мясе. 2023. № 1. С. 43–45. EDN: BQQRKJ doi: 10.21323/2071-2499-2022-6-43-45
  12. Воскобойник М. Ф., Черников А. Н. Техника и приборы СВЧ. М.: Радиосвязь, 1982.
  13. Баскаков С.И. Электродинамика и распространения волн. М.: Высшая школа, 1992.
  14. Пчельников Ю.Н., Свиридов В.Т. Электроника сверхвысоких частот. М.: Радио и связь, 1981.
  15. Рябченко В.Ю., Паслён В.В. Компьютерное моделирование объектов с помощью ПП CST Microwave Studio // Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций. 2018. № 1. С. 139. EDN: QIKITH
  16. Фомин Д.Г., Дударев Н.В., Даровских С.Н. и др. Исследование объемного полосково-щелевого перехода с П-образным щелевым резонатором // Ural Radio Engineering Journal. 2020. Т. 4. № 3. С. 277–292. EDN: OYRVAF doi: 10.15826/urej.2020.4.3.002
  17. Рогов И.А., Адаменко В.Я., Некрутман С.В. и др. Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.
  18. Гинзбург А.С. Расчет и проектирование сушильных установок пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1985.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. СВЧ установка для термообработки вторичного мясного сырья в непрерывном режиме: a) общий вид; b) общий в разрезе с позициями; c) коаксиальный резонатор в разрезе; d) неферромагнитный спиральный цилиндр; e) керамическая кольцевая сферическая поверхность; f) неферромагнитные коронирующие щетки на верхнем основании цилиндра; 1 — неферромагнитная загрузочная емкость; 2 — неферромагнитный цилиндр с перфорированным нижним основанием 7; 3 — неферромагнитный коаксиальный резонатор; 4 — неферромагнитный спиральный цилиндр; 5 — фторопластовый шнек; 6 — магнетроны воздушного охлаждения; 8 — неферромагнитная накопительная емкость; 9 — запредельный волновод; 10 — диэлектрическая труба пневмотранспортера; 11 — керамическая кольцевая сферическая поверхность; 12 — электрогазоразрядные лампы; 13 — неферромагнитные коронирующие щетки.

Скачать (430KB)
3. Рис. 2. Размеры коаксиального резонатора: R = 30,6 см; r = 9,2 см; h = 76,5 см.

Скачать (56KB)
4. Рис. 3. Диэлектрические характеристики мясного сырья в зависимости от жирности при температуре 20°С и частоте 2450 МГц [17].

Скачать (249KB)
5. Рис. 4. Диэлектрические характеристики мясного сырья в зависимости от влажности при температуре 20°С и частоте 2450 МГц [17].

Скачать (218KB)

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

 СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 81900 выдано 05.10.2021.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах