Разработка хмелесушилки непрерывнопоточного действия с энергоподводом

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.

1. Страны-по-производству-хмеля. Режим доступа: https://znaharb.ru/vyrashchivayut-khmel-rossii [Дата обращения 5.03.2022].

2. Распоряжение № 738-р об утверждении Концепции развития хмелеводства в Чувашской Республике на 2020-2025 годы. Режим доступа: km.cap.ru›doc/laws/2020/08/20/disposal-738-r.

3. Майоров К.П. Зайцев П.В. А.с. № 1220605 (СССР). 1986.

4. Гинзбург А.С. Расчет и проектирование сушильных установок пищевой промышленности. М.: Агропромиздат. 1985. 336 с.

5. Геворкян В., Кочемасов В. Объемные диэлектрические резонаторы–основные типы, характеристики, производители. Электроника. 2018; 4 (00154): 62-76.

6. Дробахин О.О. Резонансные свойства аксиально-симметричных микроволновых резонаторов с коническими элементами. Радиофизика радиоастрономия. 2009; 14 (14): 433-441.

7. Рогов И.А., Адаменко В.Я. Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1981. 288 с.

8. Пчельников Ю.Н. Электроника сверхвысоких частот. М.: Радио и связь. 1981. 96 с.

9. Корчагин Ю.В.; Патент РФ № ; 2021.

10. Копусов В.Н. К вопросу создания многомагнетронного оборудования для современных технологий. СВЧ техника и телекоммуникационные технологии. Севастополь: Вебер. 2019. 652-653.