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
к.т.н., доцент кафедры Медико-биологической и экологической защиты
микрорайон Новогорск, г.о. Химки, Московская область, 141435, Российская Федерация
Ph.D., Associate Professor of the Department of Biomedical and Environmental Protection
Novogorsk microdistrict, Khimki, Moscow region, 141435, Russian Federation
д.т.н.
д. 49, ул. Тимирязевская, г. Москва, 127550, Российская Федерацияhttps://orcid.org/0000-0002-6929-919
Tech D, Professor
49, Timiryazev street, Moscow, 127550, Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-6929-919
доктор технических наук, профессор
ул. Октябрьская, д. 22 А, г. Княгинино, 606340, Российская Федерация
Tech D, Professor
22 A, Oktyabrskaya str., Knyaginino 606340, Russian Federation
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
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
Введение. Производство хмеля в РФ составляет в среднем 116 тыс. т с 54 тыс. га. Используемая в технологической линии сушки хмеля хмелесушилка ХС-400 является энергоемкой. Концепцией развития хмелеводства в Чувашской Республике (ЧР) на 2020–2025 годы, утвержденной распоряжением Кабинета министров ЧР от 20.08.2020 за номером 738-р, предусмотрено освоение до 45–50 га новых площадей под хмель, из расчета 15–17 га на одну хмелесушилку ХС-400. Для расширения производства хмеля необходимо эффективное освоение инновационных технологий и установок для сушки свежеубранного хмеля, не уступающих по технико-экономическим параметрам зарубежным аналогам. Разработка хмелесушилки, обеспечивающей обезвоживание и обеззараживание свежеубранного хмеля, сохраняющей потребительские свойства при сниженных эксплуатационных затратах, является актуальной в настоящее время.Методика. Провели анализ электрофизических параметров шишек хмеля (по методике Рогова) в зависимости от частоты электромагнитного поля, влажности и температуры, теоретически исследовали тепломассообменные процессы при подводе конвективного тепла в объемный резонатор СВЧ-установки, определили эффективные технологические параметры хмелесушилки. Исследования напряженности электромагнитного поля, плотности тока, собственной добротности резонаторов проводили в программе трехмерного компьютерного моделирования CST Studio Suite 2017 и ее подпрограмме CST Microwave Studio.Результаты. Разработана многорезонаторная хмелесушилка с энергоподводом в электромагнитном поле. Предлагаемая хмелесушилка содержит последовательно расположенные в горизонтальной плоскости резонаторы с криволинейными поверхностями, состыкованные через керамические двояковыпуклые перфорированные плиты. Собственная добротность эллиптического тороидального резонатора составляет 14600, треугольного призматического резонатора — в пределах 9000–1200 в зависимости от степени вогнутости верхней грани. Произведен расчет производительности установки, которая достигает 180–200 кг/ч при мощности 15,66 кВт, что позволило определить энергетические затраты — 0,1 кВт·ч/кг.
Introduction. Hop production in the Russian Federation averages 116 thousand tons from 54 thousand hectares. The HS-400 hop-kiln used in the hop drying process line is energy-intensive. The concept of hop growing development in the Chuvash Republic for 2020–2025, approved by the decree of the Cabinet of Ministers of the Chuvash Republic (dated 20.08.2020 No. 738-r), provides for the development of up to 45–50 hectares of new areas for hop, at the rate of 15–17 hectares per one hop-kiln HS-400. To expand the production of hop, it is necessary to effectively master innovative technologies and installations for drying freshly harvested hop that are not inferior in technical and economic parameters of foreign analogues. The development of a hop-kiln that provides dehydration and disinfection of freshly harvested hop, pre-servs consumer properties with reduced operating costs, is currently relevant.Methodology. The electrophysical parameters of hop cones (according to the Rogov method) were analyzed depending on the frequency of the electromagnetic field, humidity and temperature, heat and mass transfer processes during the supply of convective heat to the volumetric resonator of the microwave installation were theoretically investigated, and the effective technological parameters of the hop-kiln were determined. Studies of the electromagnetic field strength, current density, and intrinsic Q-factor of resonators were carried out in the CST Studio Suite 2017 three-dimensional computer modeling program and its CST Microwave Studio subprogram.Results. A multi-resonator hop-kiln with an energy supply in an electromagnetic field has been developed. The proposed hop-kiln contains resonators sequentially arranged in a horizontal plane with curved surfaces, docked through ceramic biconvex perforated plates. The design and technological scheme of the hop-kiln has been developed. The intrinsic Q-factor of elliptical toroidal resonator is 14600, of triangular prismatic resonator — in the range of 9000–1200, depending on the degree of concavity of the upper face. The calculation of the installation productivity amounts to 180–200 kg/h with a power of 15.66 kW, which made it possible to determine energy costs — to 0.1 kWh/kg.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.