Расчет электродинамических характеристик системы для термической обработки субпродуктов с помощью свч-излучения.

ВВЕДЕНИЕ 3
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ. 4
1.1 Электрофизические параметры мясных субпродуктов убойных животных 4
1.2 Технологии, применяемые для термообработки и обеззараживания вторичного мясного сырья 9
1.3 Обзор установок, используемых для термической обработки вторичного мясного сырья. 10
1.4 Цель и задачи исследования 16
2 Расчет электродинамических характеристик системы для термической обработки субпродуктов с помощью свч-излучения 17
2.1 Модель процесса технологического воздействия физических факторов на перерабатываемое сырье. 17
2.2. Расчёт электродинамических характеристик системы с призматическим резонатором. 20
2.3 Расчёт электродинамических характеристик системы с тороидальный резонатором. 24
3 РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СУБПРОДУКТОВ УБОЙНЫХ ЖИВОТНЫХ С ПОМОЩЬЮ СВЕХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 31
3.1 Настройки мощности генератора в соответствии с характеристиками сырья и производительностью СВЧ установки. 31
3.2 СВЧ-установка для термической обработки и стерилизации мясных субпродуктов. 32
3.3 Технико-экономическая эффективность СВЧ-установка для термической обработки субпродуктов убойных животных. 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 42

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность. Основной задачей сельского хозяйства, как отрасли экономики страны, является обеспечение население страны высококачественным продовольствием и снабжение промышленности в достаточном количестве необходимым сырьем. Решается данная задача различными способами - как увеличением количества вырабатываемой продукции и сокращением потерь сырья на стадиях переработки, так и путем совершенствования процессов самой переработки сырья. Одно из перспективных направлений в России в сельскохозяйственной отрасли является переработка субпродуктов. К ним относятся - внутренние органы и части туши убойных животных, которые после ветеринарно-санитарной экспертизы направляют на обработку для использования в пищевых и технических целях. Переработка субпродуктов имеет ряд преимуществ, среди которых:
• Снижение затрат на утилизацию
• Комплексное безотходное производство
• Расширение производства - создания новых рабочих мест и увеличение ассортимента производимой продукции

Весь текст будет доступен после покупки

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

1.1 Электрофизические параметры мясных субпродуктов убойных животных
В процессе диэлектрического нагрева неоднородного сырья, из-за значительных различий в диэлектрических свойствах, теплоёмкости и глубине проникновения электромагнитного поля в различные компоненты, скорость их нагрева существенно отличается. Жировые ткани обладают низкой удельной проводимостью, так как содержание в них электролитов ничтожно мало. Удельное сопротивление жировой ткани, измеренное на постоянном токе составляет 33,3 Ом·м. Проводимость увеличивается с ростом частоты из-за уменьшения ёмкостного сопротивления клеточной мембраны. Это приводит к тому, что внутриклеточная среда вносит всё больший вклад в общую проводимость ткани. Температура застывания - один из важнейших технологический показатель у жиров при их обработке. На неё влияют те же факторы, что и на температуру плавления. Для говяжьего жира этот показатель равен 38-47°C, для свиного - 32-42°С. Удельная теплоёмкость животных жиров варьируется от 1,26 до 2,09 кДж/(кг·°C). Теплота плавления животных жиров равна (1,21-1,46) ? 102 Дж/кг. Влажность сырья также имеет важное значение и определяется экспериментальным путем. Тепло распространяется со скоростью, сравнимой со скоростью звука, - 0,33?10? м/с. При этом скорость переноса массы в процессе нагрева значительно меньше примерно 0,33 (10-4-10-3). Время, за которое масса влаги достигает равновесного состояния при нагревании, составляет около 275 секунд.
Поэтому важно учитывать зависимость диэлектрических параметров и глубину проникновения отдельных компонентов от температуры. С изменением частоты и температуры происходит изменение глубины проникновения и удельной мощности внутренних источников тепла, поскольку энергия электромагнитного поля преобразуется в тепло. Для создания эффективной СВЧ-установки для термообработки и обеззараживания вторичного мясного сырья необходимо рассмотреть электрофизические характеристики каждого компонента и всей смеси в целом при различных концентрациях.
Электрофизические свойства обрабатываемого сырья. Параметры, которые характеризуют электрические свойства биологических тканей и других веществ, включают диэлектрическую проницаемость и удельную электрическую проводимость. Электрические характеристики различных тканей в значительной степени зависят от содержания воды с растворёнными в ней солями. Все субпродукты животных, используемые в дальнейшей переработке, с точки зрения электрофизики представляют собой несовершенные диэлектрики. У них достаточно высокая диэлектрическая проницаемость и низкая электропроводность. Сырьё может подвергаться диэлектрическому нагреву, который основан на смещении зарядов и связанных с ними молекул (поляризации) под воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты. При перемещении заряженных частиц совершается работа, которая из-за внутреннего межмолекулярного трения преобразуется в теплоту.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Баранов, Э.Ф. Российский статистический ежегодник 2005 / Э.Ф. Баранов, М.И. Гельванский. - М.: Росстат, 2006. - 819 с.
2. Вольман, В.И. Техническая электродинамика. // В.И. Вольман, Ю.В. Пименов, А.Д. Муравцов - М.: Радио и связь, 2002. - С. 536.
3. Воронов Е. В. Исследование и обоснование параметров СВЧ установки, реализующей ресурсосберегающую технологию термообработки мясных отходов Вестник НГИЭИ. Княгинино: ГБОУ ВО НГИЭУ, 2023 № 8 (147). С. 33-43.
4. Воронов Е. В. Разработка и обоснование параметров СВЧ-установки с биконическим резонатором для термообработки мясных отходов // Вестник НГИЭИ, 2023. № 12 (151). С. 48-59. DOI: 10.24412/2227-9407-2023-12-48-59.
5. Воронов Е. В. Разработка СВЧ-установки для термообработки отходов убоя животных // Техника и технология пищевых производств. 2024. Т. 54. № 2. С. 369-381. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2024-2-2511.
6. Воронов Е. В. Электродинамические параметры резонаторов с СВЧ энергоподводом для термообработки слизистых субпродуктов жвачных животных //монография. - Княгинино: ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет», 2024. - 200 с.
7. Воронов Е. В., Михайлова О. В., Новикова Г. В., Просвирякова М. В, Сторчевой В. Ф. Термообработка слизистых субпродуктов воздействием электрофизических факторов: Разработка установки //Агроинженерия, 2023, Т. 25. № 6. С. 76-82.

Весь текст будет доступен после покупки