Сравнительный анализ СВЧ-грануляторов, реализующих электрофизические методы при переработке вторичного сельскохозяйственного сырья

Введение. Перспективным направлением гранулирования комбинированного вторичного сырья животного и растительного происхождений является высокотемпературное формование гранул под воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ), обеспечивающего улучшение микробиологических показателей белкового корма.
Методика. Исследования базировались на теории диэлектрического нагрева и теории формования гранул из многокомпонентного сырья. Исследования электродинамических показателей системы «генератор — резонатор» и визуализация распределения электромагнитного поля в резонаторе особой конструкции проводились с использованием программы CST Microwave Studio.
Результаты. Разработаны СВЧ-грануляторы многокомпонентного сырья, содержащие разные конструкционные исполнения резонаторов— например, тороидальный, цилиндрический и эллипсоидный резонаторы. Определены электродинамические параметры указанных резонаторов и описаны технические характеристики грануляторов. Вычислена необходимая удельная теплота для обработки вторичного жиросодержащего сырья. При производительности гранулятора 200 кг/ч и удельной мощность СВЧ-генератора 1,4–2 Вт/г продолжительность воздействия ЭМПСВЧ на сырье массой 0,8–1 кг в резонаторной камере должна составлять 10–12 с. Это обеспечивает минимальные удельные энергетические затраты — 0,06 кВт·ч/кг.

1. Воякин С.Н., Вишневский А.Н., Доценко С.М., Широков В.А. Обоснование процесса и параметров камеры сжатия сырья в смесителе-грануляторе [Процесс в смесителях-грануляторах]. Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2018; 12(87). 208-213.

2. Макаренков Д.А., Назаров В.И., Гонопольский А.М., Трефилова Ю. А. Особенности выбора оборудования для гранулирования многокомпонентной полидисперсной шихты со вторичными материальными ресурсами на основе системного анализа. Естественные науки. Вестник МГО. 2019; 1. 49-64.

3. Сыроватка В.И. Машинные технологии приготовления комбикормов в хозяйствах. М.: ВНИИМЖ. 2010. 248 c.

4. Братишко В.В. Моделирование геометрических параметров шнековых зернопитателей. Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2020:1(13). 133-138.

5. Жданкин Г.В., Новикова Г.В., Михайлова О.В., Кириллов Н.К. Разработка и обоснование параметров установки для диэлектрического нагрева непищевых отходов животного происхождения в непрерывном режиме [Технологии и технические средства]. Вестник НГИЭИ. 2017; 2(69). 61-71

6. Скило В.В. Технологический процесс гранулирования комбикормовой грануляционной мельницы с зубчатыми колесами одинаковой горизонтально-матричной формы [Машинная технология приготовления кормов для животных на фермах]. Вестник АНК Ставрополь. 2020; 3(11). 68-71.

7. Полищук В.Ю., Чмыхов И.Г. Применение метода векторной оптимизации для аналитического исследования механизма прессования комбикормового гранулятора. Пищевая технология. Известия высших учебных заведений. 1997: 2-3(237-238). 69-70.

8. Стрекалов А.В., Стрекалов. Ю. Электромагнитные поля и волны [Расчет электромагнитных полей]. М.: ИНФРА-М. 2015. 375 с.

9. Новикова Г.В., Жданкин Г.В., Михайлова О.В., Белов А.А. Анализ разработанных СВЧ-установок для термообработки сырья. Электротехника. Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2016; 4(42). 89-93.

10. Шамин Е.А., Крайнов Ю.Е. Разработка установки для высокотемпературного гранулирования обезвоженных непищевых отходов. Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2018; № 1(45). 109-114.

11. Шамин Е.А., Новикова Г.В., Крайнов Ю.Е. Разработка установки для высокотемпературного гранулирования обезвоженных непищевых отходов. Электрификация сельского хозяйства. Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2018; 1(45). 109-114.