vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2022-364-11-88-93vetpress-2369Research ArticleАГРОИНЖЕНЕРИЯ И ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИAGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGIESОптимизация конструктивно-технологических режимов работы СВЧ-воскотопкиOptimization of structural and technological modes of operation of the microwave wax melterhttps://orcid.org/0000-0002-6536-1419ШевелевА. В.ShevelevA. V.

соискатель ученой степени 

22 а., ул. Октябрьская, г. Княгинино, Нижегородская область, 606340, Российская Федерация 

applicant for an academic degree

22 a., st. Oktyabrskaya, Knyaginino, Nizhny Novgorod Region, 606340, Russian Federation 

shevelev522@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1045-2003МихайловаО. В.MikhailovaO. V.

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

22 а., ул. Октябрьская, г. Княгинино, Нижегородская область, 606340, Российская Федерация 

Dr. Sci. (Engineering), Professor, Professor of the Department of  "Infocommunication Technologies and Communication Systems"

22 a., st. Oktyabrskaya, Knyaginino, Nizhny Novgorod Region, 606340, Russian Federation 

ds17823@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3258-260XПросвиряковаМ. В.ProsviryakovaM. V.

доктор технических наук, доцент 

д. 49, ул. Тимирязевская, г. Москва, 127550, Российская Федерация 

Dr. Sci. (Engineering), Associate Professor

49, Timiryazev street, Moscow, 127550, Russian Federation 

prosviryakova.maryana@yandex.ruНовиковаГ. В.NovikovaG. V.

доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник 

22 а., ул. Октябрьская, г. Княгинино, Нижегородская  область, 606340, Российская Федерация 

Dr. Sci. (Engineering), Professor, Chief Scientific Associate

22 a., st. Oktyabrskaya, Knyaginino, Nizhny Novgorod Region, 606340, Russian Federation 

https://orcid.org/0000-0003-4847-9762КирилловН. К.KirillovN. K.

доктор ветеринарных наук, профессор, член диссертационного совета 

29, ул. К. Маркса, Чебоксары, 428003, Российская федерация 

 Dr. Sci. (Medicine), Professor, member of the Dissertation Council

29, K. Marx Street, Cheboksary, 428003, Russian Federation 

main@academy21.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3184-0710ТобоевГ. М.ToboevG. M.

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент 

29, ул. К. Маркса, Чебоксары, 428003, Российская  федерация 

Ph. D. (Agriculture), Associate Professor

29, K. Marx Street, Cheboksary, 428003, Russian Federation 

ochz318@yandex.ruНижегородский государственный инженерно-экономический университетРоссияNizhny Novgorod State Engineering and Economic UniversityRussian FederationРоссийский государственный аграрный университет — Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationЧувашский государственный аграрный университетРоссияChuvash State Agricultural UniversityRussian Federation2022140120231118893Copyright © Шевелев А.В., Михайлова О.В., Просвирякова М.В., Новикова Г.В., Кириллов Н.К., Тобоев Г.М., 20232023Шевелев А.В., Михайлова О.В., Просвирякова М.В., Новикова Г.В., Кириллов Н.К., Тобоев Г.М.Shevelev A.V., Mikhailova O.V., Prosviryakova M.V., Novikova G.V., Kirillov N.K., Toboev G.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2369

Введение. Исследование направлено на обоснование оптимальных конструкционно-технологических параметров и режимов работы разрабатываемой СВЧ-установки, предназначенной для реализации процесса переработки воскового сырья с предварительным отделением и сохранением содержащейся в нем фракции меда.Методика. Эффективные режимы термообработки пасечного сырья в СВЧ-воскотопке определяли через регрессионные модели, полученные при реализации матрицы трехфакторного активного планирования многофакторного эксперимента.Результаты. Выявлены основные факторы, влияющие на процесс термообработки забруса: удельная мощность генераторов микроволной энергии, продолжительность воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты, влажность исходного сырья. Доказана целесообразность реализации микроволновой технологии переработки воскового сырья в двухмодульной установке, содержащей полусферические резонаторы для обеспечения непрерывно-поточного режима работы с соблюдением электромагнитной безопасности, а также для контроля управления технологическими параметрами.

Introduction. The research is aimed at substantiating the optimal design and technological parameters and operating modes of the microwave installation being developed, designed to implement the process of processing wax raw materials with preliminary separation and preservation of honey fraction contained therein.Methodology. The effective modes of heat treatment of apiary raw materials in a microwave wax melter were determined through regression models obtained during the implementation of the matrix of threefactor active planning of a multifactorial experiment.Results. The main factors influencing the process of heat treatment of the sail are revealed: the specific power of microwave energy generators, the duration of exposure to the electromagnetic field of super high frequency, the humidity of the feedstock. The expediency of implementing microwave technology for processing wax raw materials in a two-module installation containing hemispherical resonators to ensure continuous operation in compliance with electromagnetic safety, as well as control of technological parameters is proved.

восковое сырьеСВЧ-воскотопкатехнологический параметрдинамика нагреваwax raw materialsmicrowave wax meltertechnological parameteroperating modeReferencesЛукина Д., Белов В., Лукина О., Волков А., Майоров А. и Смирнова И. Повышение эффективности работы установок для термической обработки сырья путем воздействия электромагнитного излучения. Ключевые инженерные материалы. 2018; 781. 185. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.781.185.Lukina D., Belov V., Lukina O., Volkov A., Mayorov A., Smirnova I. Increasing the efficiency of the operation of the facilities for the thermal processing of raw materials by exposure to electromagnetic radiation. Key engineering materials. 2018; 781. 185. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.781.185 (In Russian).Филиппов Р. Л. Интенсификация технологических процессов переработки продуктов пчеловодства электромагнитной энергией. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Харьков, 1990; 498.Filippov R. L. Intensification of technological processes of processing bee products by electromagnetic energy. Ph. D. (Engineering) diss. Kharkiv, 1990; 498. (In Russian).Киреев Ю. В., Киреев А. Ю., Гнатенко Г. Г. Технология переработки воска c применением энергии электромагнитного поля СВЧ-диапазона. Исследовано в России. 2004; 7. 1109.Kireev Yu. V., Kireev A. Yu., Gnatenko G. G. Wax processing technology with the use of microwave electromagnetic field energy. Researched in Russia. 2004; 7. 1109. (In Russian).Дунаева Т. Ю., Фокин А. Н. Переработка забруса в микроволновой печи. Пчеловодство. 2011; 8. 54.Dunaeva T. Yu., Fokin A. N. Processing of zabrus in a microwave oven. Beekeeping. 2011; 8. 54. (In Russian).Максимов Н. М., Морозов В. В. Перспективная технология переработки воскового сырья на пасеках с использованием парогенератора. Традиции и инновации в развитии АПК. 2019; 493.Maksimov N. M., Morozov V. V. Promising technology of processing wax raw materials in apiaries using a steam generator. Traditions and innovations in the development of agriculture. 2019; 493. (In Russian).Морозов В. В., Максимов Н. М. Парогенератор для вытопки воска на пасеке. Пчеловодство. 2019; 6. 46.Morozov V. V., Maksimov N. M. Steam generator for melting wax in the apiary. Beekeeping. 2019; 6. 46. (In Russian).Цебро Н. А. Паровая воскотопка. Пчеловодство. 2017; 5. 34.Cebro N. A. Steam wax furnace. Beekeeping. 2017; 5. 34. (In Russian).Campañone L.A., Zaritzky N.E. Mathematical analysis of microwave heating process. Journal of Food Engineering. 2005; 69(3). 359. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2004.08.027Campañone L.A., Zaritzky N.E. Mathematical analysis of microwave heating process. Journal of Food Engineering. 2005; 69(3). 359. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2004.08.027Resurreccion F.P.Jr, Luan D., Tang J., Liu F., Tang Z., Pedrow P.D., Cavalieri R. Effect of changes in microwave frequency on heating patterns of foods in a microwave assisted thermal sterilization system. Journal of Food Engineering. 2015; 150. 99. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2014.10.002Resurreccion F.P.Jr, Luan D., Tang J., Liu F., Tang Z., Pedrow P.D., Cavalieri R. Effect of changes in microwave frequency on heating patterns of foods in a microwave assisted thermal sterilization system. Journal of Food Engineering. 2015; 150. 99. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2014.10.002Gunasekaran S., Yang H. Effect of experimental parameters on temperature distribution during continuous and pulsed microwave heating. Journal of Food Engineering 2007;78 (4). 1452. doi: 10.1016/j. jfoodeng.2006.01.017.Gunasekaran S., Yang H. Effect of experimental parameters on temperature distribution during continuous and pulsed microwave heating. Journal of Food Engineering 2007;78 (4). 1452. doi: 10.1016/j. jfoodeng.2006.01.017.Damilos S., Radhakrishnan A.N.P., Dimitrakis G., Tang J., Gavriilidisa A. Experimental and computational investigation of heat transfer in a microwave-assisted flow system. Chemical Engineering and Processing – Process Intensification. 2019; 142. 107537. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cep.2019.107537.Damilos S., Radhakrishnan A.N.P., Dimitrakis G., Tang J., Gavriilidisa A. Experimental and computational investigation of heat transfer in a microwave-assisted flow system. Chemical Engineering and Processing – Process Intensification. 2019; 142. 107537. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cep.2019.107537.Jie Zhou, Xiaoqing Yang, Yue Chu, Xun Li, Jianping Yuan. A novel algorithm approach for rapid simulated microwave heating of food moving on a conveyor belt. Journal of Food Engineering. 2020; 282. 110029. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.110029Jie Zhou, Xiaoqing Yang, Yue Chu, Xun Li, Jianping Yuan. A novel algorithm approach for rapid simulated microwave heating of food moving on a conveyor belt. Journal of Food Engineering. 2020; 282. 110029. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.110029Mirian TK Kubo, Érica S Siguemoto, Eduardo S Funcia, Pedro ED Augusto, S bastien Curet, Lionel Boillereaux, Sudhir K Sastry and Jorge AW Gut. Non-thermal effects of microwave and ohmic processing on microbial and enzyme inactivation: a critical review. Current Opinion in Food Science . 2020;35. 36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cofs.2020.01.004Mirian TK Kubo, Érica S Siguemoto, Eduardo S Funcia, Pedro ED Augusto, S bastien Curet, Lionel Boillereaux, Sudhir K Sastry and Jorge AW Gut. Non-thermal effects of microwave and ohmic processing on microbial and enzyme inactivation: a critical review. Current Opinion in Food Science . 2020;35. 36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cofs.2020.01.004Новикова Г., Михайлова О., Просвирякова М., Дулепов Д., Шевелев А., Зайцев П. Обоснование конструктивных и технологических параметров СВЧ-установок для термообработки воскового сырья. Конференция по ВГД. Серия: Наука о Земле и окружающей среде. 2020; 604. 012008. doi: 10.1088/1755-1315/604/1/012008.Novikova G., Mikhailova O., Prosviryakova M., Dulepov D., Shevelev A., Zaitsev P. Justification of structural and technological parameters of microwave installations for heat treatment of wax raw materials. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2020; 604. 012008. doi: 10.1088/1755-1315/604/1/012008] (In Russian).Шевелев А.В., Просвирякова М.В., Сторчевой В.Ф., Михайлова О.В., Новикова Г.В. Теоретическое обоснование электродинамических параметров микроволновой установки с полусферическими резонаторами для плавления воска. Вестник НГИЭИ. 2021;10 (125). 46 .DOI: 10.24412/2227-9407-2021-10-46-56.Shevelev A.V., Prosviryakova M.V., Storchevoy V.F., Mikhailova O.V., Novikova G.V. Theoretical substantiation of the electrodynamic parameters of a microwave installation with hemispherical resonators for melting wax. Bulletin NGIEI. 2021; 10 (125). 46 DOI: 10.24412/2227-9407-2021-10-46-56 (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.