Russian Federation
employee
Russian Federation
employee
Russian Federation
employee
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
GRNTI 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
The paper describes the developed ultrahigh-frequency installations with toroidal and conical resonators used for separating rabbits’ fur from hides providing high electric field strength, continuity of the technological process while observing radio-tightness and improving the quality of fluff by improving microwave technology and ultra-high-frequency installations. The technological process of collecting hair from rabbits’ skins in a microwave device with toroidal resonators is due to the weakening of the retention of the hair cover in hair follicles during the selective dielectric heating of the components of the skin and the spraying of the brine. In a biconical resonator, it is possible to obtain the highest possible high quality factor due to small longitudinal currents in the walls. The presence of gaps in the outermost regions provides the ability to move the skin through the internal cavity of the biconical resonator, where the emitters are located in the region of its maximum diameter.
superhigh-frequency installation, magnetron, toroidal and biconical resonators, continuous mode, rabbit skin, weakening of retention of hair in the dermis.
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. Drobakhin O.O. Resonance properties of axially symmetric microwave cavities with conical elements. [Rezonansnye svoystva aksialno-simmetrichnykh mikrovolnovykh rezonatorov s konicheskimi elementami]. / O.O. Drobakhin, P.I. Zabolotnyy, E.N. Privalov // Radiofizika i radioastronomiya. - Radiophysics and Radio Astronomy. 2009, Vol. 1, № 4, – P. 433–441.
2. Zhdankin G.V. Development of working chambers of ultrahigh-frequency installations for heat treatment of non-food wastes of meat production. [Razrabotka rabochikh kamer sverkhvysokochastotnykh ustanovok dlya termoobrabotki nepishchevykh otkhodov myasnogo proizvodstva]. / G.V. Zhdankin, G.V. Novikova, B.G. Ziganshin // Vestnik Izhevskoy GSKhA. – The Herald of Izhevsk State Agricultural Academy. – Izhevsk: Izhevskiy GSKhA, 2017, № 1(50). – P. 61–69.
3. Ivashov V.I. Tekhnologicheskoe oborudovanie predpriyatiy myasnoy promyshlennosti. [Technological equipment of meat industry enterprises]. / V.I. Ivashov. – M.: Kolos, 2001. – P. 552.
4. Komlaktsiy V.I. Effektivnoe krolikovodstvo. [Effective rabbit breeding]. / V.I. Komlaktsiy V.I, S.V. Loginov. – Krasnodar: Kubanskiy GAU, 2013. – P. 224.
5. Kopusov V.N. K voprosu sozdaniya mnogomagnetronnogo oborudovaniya dlya sovremennykh tekhnologiy. // SVCH tekhnika i telekommunikatsionnye tekhnologii. [To the issue of creating multi-magnet equipment for modern technologies. / V.N. Kopusov // Microwave engineering and telecommunication technologies]. – Sevastopol: Veber, 2001. – P. 652–653.
6. Ponomarev K.K. Sostavlenie differentsialnykh uravneniy. [Formulation of differential equations]. / K.K. Ponomarev. – Minsk: Vysshaya shkola, 1973. – P. 558.
7. Shamin E.A. Analysis of the operating conditions for the separation of fur from rabbit skins. [Analiz usloviy funktsionirovaniya ustanovki dlya otdeleniya mekha ot shkurok krolikov]. / E.A. Shamin, B.G. Ziganshin, G.V. Novikova, T.V. Sharonova // Vestnik NGIEI. – The Herald of NSIEI. – Knyaginino: GBOU VO NGIEU, 2017, №8 (75). – P. 41–47.
8. Shamin E.A. Development of an ultrahigh-frequency installation with cylindrical resonators for drying fur raw materials in a continuous mode. [Razrabotka sverkhvysokochastotnoy ustanovki s tsilindricheskimi rezonatorami dlya sushki pushno-mekhovogo syrya v nepreryvnom rezhime]. // E.A. Shamin, B.G. Ziganshin, G.V. Novikova // Vestnik NGIEI. – The Herald of NSIEI. – Knyaginino: GBOU VO NGIEU, 2017, № 9 (76). – P. 57–64.
9. Shamin E.A. Development of an aerodynamic dryer for fur raw materials with an ultrahigh-frequency power supply. [Razrabotka aerodinamicheskoy sushilki pushno-mekhovogo syrya s sverkhvysokochastotnym energopodvodom]. / E.A. Shamin, B.G. Ziganshin, M.V. Belova // Vestnik NGIEI. – The Herald of NSIEI. – Knyaginino: GBOU VO NGIEU, 2017, №10 (77). – P. 64–71.
10. Shamin E.A. Technology of rabbit’s fur processing. [Tekhnologii pererabotki mekhovogo syrya krolikov] / Ye.A. Shamin, G.V. Novikova, B.G. Ziganshin, Ye.L. Belov // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. – The Herald of Kazan State Agrarian University. – Kazan: FGBOU VO “Kazanskiy GAU”, 2017, №3(45) – P. 61–67.
11. Shamin E.A. Development of microwave dryers for fur and fur raw materials. [Razrabotka mikrovolnovykh sushilok dlya pushno-mekhovogo syrya]. / E.A. Shamin, B.G. Ziganshin, G.V. Novikova // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. – The Herald of Kazan State Agrarian University. – Kazan: FGBOU VO “Kazanskiy GAU”. 2017, № 3(45). – P. 86–90.
