М. В. Просвирякова, В. Ф. Сторчевой, Н. Г. Горячева, О. В. Михайлова, Г. В. Новикова

Российский государственный аграрный университет – Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева

Академия гражданской защиты Министерства чрезвычайных ситуаций России

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

хмелесушилка, эндогенно-конвективный способ, магнетроны с воздушным охлаждением, электромагнитное поле сверхвысокой частоты, свежеубранный хмель, высокая напряженность электрического поля, вогнутые конфигурации резонаторов, генераторы, работающие на близких частотах.

Статья посвящена описанию конструкционного исполнения сушилки свежеубранного хмеля. В настоящее время была испытана Российская хмелесушилка ХС-400, использующая конвективный способ сушки. Но этот способ требует коррекции режимных параметров в осенний период в связи с уменьшением влагопоглотительной способности атмосферного воздуха, поэтому ее потребительские характеристики, включая микробиологические показатели, будут нестабильными. Актуальна разработка новой модели хмелесушилки непрерывно-поточного действия для сушки свежеубранного хмеля эндогенно-конвективным способом при сниженных эксплуатационных затратах с сохранением потребительских характеристик.

Инновационная идея состоит в том, что хмелесушилка содержит в горизонтальной плоскости последовательно расположенные резонаторы с вогнутыми поверхностями, и керамическим перфорированными выпуклыми основаниями, и генераторами с воздушным охлаждением, работающими на близких частотах в 915 МГц, 2375 МГц, 2450 МГц.

Научной целью является разработка микроволновой технологии и оборудования непрерывно-поточного действия с сверхвысокочастотными генераторами с воздушным охлаждением и с обоснованными конструкционными исполнениями нетрадиционных резонаторов для сушки хмеля, обеспечивающих электромагнитную безопасность без экранирующего корпуса. Объем разработанной хмелесушилки достаточно большой и необходим для того, чтобы через него транспортировать значительное количество хмеля. Если линейные размеры резонатора более чем в 10 раз превышают длину волны генератора, то такой резонатор считают многомодовым. Поэтому с помощью новой конструкции решается задача оптимизации конструкционного исполнения и размеров вогнутых поверхностей резонаторов, при которых в нем возбуждаются только определенные виды колебаний с применением нескольких генераторов, работающих на близких частотах. Разработанная установка содержит последовательно состыкованные с основаниями резонаторы в виде вогнутого параболоида и гиперболоида с вогнутым параболоидом, образуя сушильную камеру. Общими основаниями состыкованных резонаторов служат диэлектрические выпуклые перфорированные, жестко закрепленные диски. Диаметры оснований резонаторов и их длина кратны половине длины основной волны. Вдоль сушильной камеры проложена рабочая ветвь сетчатого радиопрозрачного транспортера. К стыку с одной стороны основания гиперболоида-резонатора с параболоидом-резонатором с нижней стороны сушильной камеры пристыкован запредельный волновод-воздуховод, куда прикреплена тепловая пушка. К стыку с другой стороны основания гиперболоида-резонатора с другим параболоидом-резонатором с верхней стороны сушильной камеры пристыкован волновод-воздухоотвод. По периметру оснований обоих параболоидов-резонаторов и по периметру окружности малого диаметра гиперболоида-резонатора со сдвигом на 120 градусов расположены генераторы, работающие на разных близких частотах. Вершины обоих параболоидов-резонаторов усечены на уровне критического сечения и имеют прорези шириной, необходимой для прохождения рабочей ветви транспортера с сырьем, но высотой не более половины длины основной волны.

The article is devoted to the description of the structural design of the freshly harvested hop dryer. At the present time the Russian hop dryer XC-400, which uses the convective drying method, has been tested. But this method requires correction of operating parameters in the autumn period due to a decrease in the moisture-absorbing capacity of atmospheric air, therefore, its consumer characteristics, including microbiological indicators, will be unstable. The development of a new model of a continuous-flow hop dryer for drying freshly harvested hops by an endogenous convective method with reduced operating costs while maintaining consumer characteristics is relevant.

The innovative idea is that the hop dryer contains in a horizontal plane sequential resonators with concave surfaces and ceramic perforated convex bases and air-cooled generators operating at close frequencies of 915 MHz, 2375 MHz, 2450 MHz.

The scientific goal is the development of microwave technology and equipment for continuous-flow operation with ultra-high-frequency air-cooled generators and with reasonable designs of unconventional resonators for drying hops, providing electromagnetic safety without a shielding housing. The volume of the developed hop dryer is large enough and necessary in order to transport a significant amount of hops through it. If the linear dimensions of the resonator are more than 10 times the generator wavelength, then such a resonator is considered multimode. Therefore, with the help of a new design, the problem of optimizing the design and dimensions with concave resonator surfaces is solved, in which only certain types of oscillations are excited in it using several generators operating at close frequencies. The developed installation contains resonators in the form of a concave paraboloid and a hyperboloid with a concave paraboloid, sequentially docked with the bases, forming a drying chamber. The common bases of docked resonators are dielectric convex perforated, rigidly fixed disks. The diameters of the bases of the resonators and their length are multiples of half the length of the fundamental wave. A working branch of a mesh radio-transparent conveyor is laid along the drying chamber. To the junction on one side of the base of the hyperboloid-resonator with the paraboloid-resonator, on the lower side of the drying chamber, an out-of-limit waveguide-air duct is attached to which the heat gun is attached. A waveguide-air outlet is docked to the junction on the other side of the base of the hyperboloid-resonator with another paraboloid-resonator, on the upper side of the drying chamber. Generators operating at different close frequencies are located along the perimeter of the bases of both paraboloids-resonators and along the perimeter of the small-diameter circle of the hyperboloid-resonator with a shift of 120 degrees. The tops of both paraboloids-resonators are truncated at the level of the critical section and have slots with the width necessary for the passage of the working branch of the conveyor with the raw material, but with a height of no more than half the length of the main wave.

Литература

1. А.с. N 1220605 (СССР). Установка для сушки сельскохозяйственных продуктов / Г. В. Зайцев, К. П. Майоров. П. В. Зайцев // Бюллетень изобретений. – 1986. − N 12. – 2 с.


2. Патент № 2161505/А 61L2/12, A61L2/08. Способ стерилизации материалов при помощи СВЧ излучения с высокой напряженностью поля и устройство для реализации способа / Ю. В. Корчагин. – URL: https://findpatent.ru/patent/216/2161505.html (дата обращения: 06.06.2021). - Текст: электронный.


3. Диэлектрические резонаторы /под редакцией М. Е. Ильченко. – М.: Радио связь, 1989. − 328 с.


4. Дробахин, О. О. Исследование возможности применения связанных биконических резонаторов для определения параметров диэлектрических материалов / О. О. Дробахин, Д. Ю. Салтыков // Прикладная радиоэлектроника. – – Том 13, № 1. – С. 64-68.


5. Перспективная ресурсосберегающая технология производства хмеля: методические рекомендации. − М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. − 52 с.


6. Пчельников, Ю. Н. Электроника сверхвысоких частот / Ю. Н. Пчельников. – М.: Радио и связь, 1981. – 96 с.


7. Распоряжение № 738-р об утверждении Концепции развития хмелеводства в Чувашской Республике на 2020-2025 годы. − URL: km.cap.ru›doc/laws/2020/08/20/disposal-738-r (дата обращения: 06.06.2021). − Текст: электронный.


8. Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов / И. А. Рогов, В. Я. Адаменко [и др.]. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 288 с.