Микроволновая установка для термообработки мышечных желудков птиц в непрерывном режиме

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Объём перерабатываемых куриных мышечных желудков в качестве мясного сырья в России в год составляет 0,1–0,15 млн. т. Поэтому реализация микроволновой технологии термообработки такого сырья актуальна.

Цель работы — разработка радиогерметичной установки с коническим резонатором для термообработки мышечных желудков птиц в непрерывном режиме при высокой напряженности электрического поля в условиях фермерских хозяйств.

Материалы и методы. Сырьем является куриный мышечный желудок. Инновационная идея заключается в том, что мышечный желудок, как многокомпонентное сырье, предварительно в измельченном виде на электроприводном тёрочном диске, растирается об абразивные витки электроприводного шнека в процессе диэлектрического нагрева в непрерывном режиме в коническом резонаторе, обеспечивающем высокую напряженность электрического поля и электромагнитную безопасность за счёт усечения конуса на уровне критической поверхности. Исследование температуры нагрева сырья проводили с помощью инфракрасного термометра Testo 845, а распределения электрического поля в резонаторе − в программе CST Microwave Studio 2018.

Результаты. В коническом резонаторе, где под основанием с зазором не более, чем четверть длины волны установлен тёрочный диск, соосно установлен фторопластовый электроприводной шнек с винтами, покрытыми абразивным материалом. Диаметры винтов изменяются с изменением диаметра образующей резонатора. Резонатор усечён на уровне критического сечения. Результаты исследования динамики диэлектрического нагрева куриного мышечного желудка при удельных мощностях 3,3–7 Вт/г показывают, что они сварятся за 3–4 мин. Удельные энергетические затраты на термообработку сырья в установке, потребляемой мощностью 4,15 кВт, производительностью 30–35 кг/ч составляют 0,15–0,17 кВт∙ч/кг. Собственная добротность резонатора 77200, напряжённость электрического поля 4–5 кВ/см.

Заключение. Новое конструктивное решение радиогерметичной установки содержащее усечённый конический резонатор, изготовленный из неферромагнитного материала тёрочный диск, фторопластовый шнек с электрическим приводом, шаг винта которого не более чем две глубины проникновения волны в сырье, позволило создать конструкцию рабочей камеры для термообработки птичьих мышечных желудков в непрерывном режиме при высокой напряженности электрического поля в условиях фермерских хозяйств.

Об авторах

Дмитрий Витальевич Поручиков

Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ

Автор, ответственный за переписку.
Email: dv.poruchikov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4210-3468
SPIN-код: 6969-8846

научный сотрудник лаборатории интеллектуальных роботизированных средств и климатического оборудования для закрытых экосистем

Россия, Москва

Марьяна Валентиновна Просвирякова

Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева

Email: prosviryakova.maryana@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3258-260X
SPIN-код: 5642-4560

д-р техн. наук, доцент, профессор кафедры «Автоматизация и роботизация технологических процессов имени академика И.Ф. Бородина»

Россия, Москва

Александр Анатольевич Тихонов

Нижегородский государственный аграрно-технологический университет

Email: tichonov57@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3687-977X
SPIN-код: 7146-3523

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Технология металлов и ремонт машин»

Россия, Нижний Новгород

Максим Евгеньевич Федоров

Нижегородский государственный аграрно-технологический университет

Email: maxim-fedorovnn@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0005-7471-2718
SPIN-код: 9404-8228

аспирант кафедры «Технология металлов и ремонт машин»

Россия, Нижний Новгород

Список литературы

  1. Chicken production growth has virtually stopped in Russia. Vedomosti; 2023. [internet] Accessed: 27.02.2024. Available from: https://www.vedomosti.ru/business/articles/2023/09/26/997078-v-rossii-prakticheski-ostanovilsya-rost-proizvodstva-kuritsi
  2. Vertiprakhov VG. Physiology of intestinal digestion in chickens (experimental approach). Moscow: RGAU-MSKhA im KA Timiryazeva; 2022. (In Russ.)
  3. Ivashov VI. Technological equipment of meat industry enterprises. Part 1. Equipment for slaughter and primary processing. Moscow: Колос, 2001. (In Russ.)
  4. Caloric content Chicken stomach. Chemical composition and nutritional value. (In Russ.) Accessed: 26.02.2024. Available from: https://health-diet.ru/base_of_food/sostav/23920.php?ysclid=m67qjiqz9v652648007
  5. Patent RUS 2671710 / 06.11.2018. Bull. 31. Novikova GV, Zhdankin GV, Zaitsev PV, Sergeeva EYu. Microwave installation for heat treatment of raw materials during grinding. (In Russ.) EDN: HYRNVB
  6. Mikhailova OV, Gdankin GV, Prosviryakova MV, et al. Microwave heating of slaughterhouse confiscations to increase the feed value. IOP Conf. Series: Earth Envir. Sci. 2021;857. doi: 10.1088/1755-1315/857/1/012002
  7. Voronov EV. Research and substantiation of the parameters of a microwave installation implementing a resource-saving technology for heat treatment of meat waste. Vestnik NGIEI. 2023;8(147):33–43. (In Russ.) doi: 10.24412/2227-9407-2023-8-33-43
  8. Ershova IG, Belova MV, Poruchikov DV, Ershov МА. Heat treatment of fat-containing raw materials with energy of electromagnetic radiation. International research journal. 2016;9(51):38–40.
  9. Patent RUS 2710154 / 24.12.2019. Bull. 36. Tikhonov AA, Kazakov AV, Novikova GV, Gorbunov BI. Ultra-high-frequency installation with a conical resonator for dehydration and heat treatment of meat waste. (In Russ.) EDN: KTZAKO
  10. Drobakhin OO, Plaksin SV, Ryabchiy VD, Saltykov DYu. Microwave technology and semiconductor electronics. Sevastopol: Veber; 2013. (In Russ.)
  11. Derachits DS, Kisel NN, Grishchenko SG. Modeling based on CAD CST Microwave Studio. Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki. 2015;3(164):257–265. (In Russ.) EDN: TVWWOB
  12. Pchelnikov YuN, Sviridov VT. Microwave Electronics. Moscow: Radio i svyaz; 1981. (In Russ.)
  13. Strekalov AV, Strekalov YuV. Electromagnetic fields and waves. Moscow: RIOR INFRA-M; 2014. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Мышечный желудок куриный: a — мышечный желудок после потрошения; b, с — мышечный желудок, разрезанный с содержимым; d — мышечный желудок с кутикулами; e — очищенный от содержимого с кутикулой; f — очищенный от кутикул и жира.

Скачать (630KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микроволновая установка с коническим резонатором для термообработки мышечных желудков птиц: а — общий вид; b —общий вид в разрезе с позициями; c — конический резонатор; d — тёрочный диск; e — винтовой шнек, f — загрузочный патрубок; 1 — конический резонатор; 2 — основание конического резонатора; 3 — загрузочная ёмкость с неферромагнитной задвижкой 4; 5 — электропривод тёрочного диска 6; 7, 12 — монтажные профили; 8 — магнетроны; 9 — фторопластовый вал; 10 — фторопластовые винты; 11 — мелкозернистый абразивный материал; 13 — неферромагнитная приёмная ёмкость; 14 — усечённая часть; 15 — электропривод.

Скачать (282KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Электродинамические параметры системы с коническим резонатором (5∙λ) (мода 1): 1 — распределение ЭМП по координатам х, у, z; 2, 3 — напряжённость электрического поля, В/м; 4, 5, 6 — напряжённость магнитного поля, А/м; 7, 8 — Е-энергия, Дж/м3; 9 — Н-энергия, Дж/м3. Высота и диаметр конического резонатора равны 5∙λ , где λ — длина волны.

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Динамика нагрева измельченных куриных мышечных желудков в ЭМПСВЧ при разных удельных мощностях.

Скачать (97KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».