Inventory number IRN Number of state registration
0323РК01136 AP13268797-KC-23 0122РК00128
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
1 7998135 AP13268797
Name of work
Повышение эффективности сушки семян зерновых культур микроволновым излучением на основе свойств поверхностного волновода
Type of work Source of funding Report authors
Applied Риттер Екатерина Сергеевна
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева"
Abbreviated name of the service recipient СКУ им. М. Козыбаева
Abstract

Объектом исследования на данном этапе являются основные звенья инновационной микроволновой сушильной установки, учитывающие основные особенности воздействия электромагнитного поля микроволнового диапазона на зерновой материал.

Осы кезеңдегі зерттеу нысаны микротолқынды диапазонның электромагниттік өрісінің астық материалына әсер етуінің негізгі ерекшеліктерін ескеретін инновациялық микротолқынды кептіру қондырғысының негізгі буындары болып табылады.

Создание новых способов облучения микроволновой энергией семян зерновых культур для повышения эффективности их сушки с применением открытого поверхностного волновода и систем равномерного распределения электромагнитного излучения на объект сушки.

Ашық беттік толқын өткізгішті және электромагниттік сәулеленуді кептіру объектісіне біркелкі тарату жүйелерін қолдана отырып, оларды кептіру тиімділігін арттыру үшін дәнді дақылдардың тұқымдарын микротолқынды энергиямен сәулелендірудің жаңа тәсілдерін жасау.

Для решения поставленных задач использованы элементы теории антенных решёток, включая теорию однопроводных линий передачи сверхвысокочастотной энергии, а также метод расчета поглощающих нагрузок. Численное моделирование проводилось в среде Python.

Қойылған міндеттерді шешу үшін антенна торлары теориясының элементтері, соның ішінде ультра жоғары жиілікті энергияның бір сымды беру желілері теориясы, сондай-ақ сіңіру жүктемелерін есептеу әдісі қолданылды. Сандық модельдеу Python ортасында жүргізілді.

1. Разработаны различные варианты конструкций коллинеарных антенных решеток. Проведен анализ их работы и способов размещения относительно провода поверхностного волновода. Сконструирована пятиэлементная переизлучающая антенная решетка на основе цилиндрических вибраторов, расположенных соосно с проводом поверхностного волновода. Проведен ряд практических экспериментов на базе провода поверхностного волновода с рабочей частотой 0,915 ГГц. При выполнении данного эксперимента были даны оценки всем элементам антенной решетки. 2. Проведен подробный анализ способов равномерной концентрации микроволновой энергии на поверхность зернового материала, среди них: концентрация микроволновой энергии на основе дифракции Фраунгофера; концентрация микроволновой энергии за счет дифракционной решетки; фокусировка микроволновой энергии с помощью линзы Френеля. 3. Разработаны варианты конструкций балластных нагрузок, позволяющих утилизировать невостребованную микроволновую энергию. Предложен способ гальванической и механической развязки провода волновода от плоского отражателя и возбуждающих элементов. Изготовлены опытные образцы поглощающих нагрузок, позволяющих перераспределить неиспользованную мощность, поступающую от микроволнового генератора для нагрева воды. Такую воду следует использовать для удовлетворения бытовых потребностей.

1. Коллинеарлы антенна торларының әртүрлі конструкциялары жасалынды. Олардың жұмысына және жер үсті толқын өткізгіштің сымына қатысты орналасу әдістеріне талдау жасалды. Беттік толқын өткізгіштің сымымен коаксиалды орналасқан цилиндрлік вибраторлар негізінде бес элементті қайта шығаратын антенна торы жасалды. Жұмыс жиілігі 0,915 ГГц болатын беттік толқын өткізгіштің сымы негізінде бірқатар практикалық тәжірибелер жүргізілді. Осы экспериментті орындау кезінде антенна торының барлық элементтеріне баға берілді. 2. Астық материалының бетіне микротолқынды энергияның біркелкі шоғырлану тәсілдеріне біркелкі талдау жүргізілді, олардың ішінде: Фраунгофер дифракциясына негізделген микротолқынды энергия концентрациясы; дифракциялық тор есебінен микротолқынды энергия концентрациясы; Френель линзасы арқылы микротолқынды энергияны фокустау. 3. Талап етілмеген микротолқынды энергияны жоюға мүмкіндік беретін балласт жүктемелерінің конструкцияларының нұсқалары жасалды. Толқын өткізгіштің сымын жалпақ шағылыстырғыштан және қоздырғыш элементтерден гальваникалық және механикалық ажырату әдісі ұсынылған. Суды жылыту үшін микротолқынды генератордан келетін пайдаланылмаған қуатты қайта бөлуге мүмкіндік беретін сіңіру жүктемелерінің прототиптері жасалды. Мұндай суды тұрмыстық қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін пайдалану керек.

На основе разработанных способов применения поверхностного волновода и эффектов, связанных его свойствами, а также учитывая модели микроволнового облучения диэлектрических объектов, оказалось возможным достичь равномерного распределения энергии микроволнового излучения по длине конвейерной ленты.

Беттік толқын өткізгішті қолданудың және оның қасиеттерімен байланысты әсерлердің жасалған әдістеріне сүйене отырып, сонымен қатар диэлектрлік объектілердің микротолқынды сәулелену модельдерін ескере отырып, конвейер таспасының ұзындығы бойынша микротолқынды сәулелену энергиясының біркелкі таралуына қол жеткізуге болады.

На основе проведенных исследований был получен патент на полезную модель «Способ микроволновой сушки семян зерновых культур» №7771 от 27.01.2023. Результаты работы проходят апробацию на внедрение в технологический процесс на предприятие ТОО «Эталон» г.Петропавловск, также предполагается внедрение на предприятие ТОО «Основание» г.Петропавловск.

Жүргізілген зерттеулер негізінде 2023 ж. 27.01. №7771 «Дәнді дақылдардың тұқымдарын микротолқынды кептіру тәсілі» пайдалы моделіне патент алынды. Жұмыс нәтижелері Петропавл қ. «Эталон» ЖШС кәсіпорнында технологиялық үдеріске енгізуге сынақтан өтеді, сондай-ақ Петропавл қ. «Основание» ЖШС кәсіпорнына енгізу көзделеді.

Проведенные исследования подтверждают, что эффективность сушильных установок зависят как от способа размещения переизлучающих вибраторов вдоль транспортерной ленты, так и от синхронизации их по фазе. Переизлучающие вибраторы антенной решетки, размещенные вдоль транспортера с последовательным увеличением их длины, позволяют прогревать зерно более постепенно, не допуская его пригорания и последующей утраты посевных свойств зерна или его пищевой ценности.

Жүргізілген зерттеулер кептіру қондырғыларының тиімділігі қайта шығарылатын вибраторларды тасымалдау таспасы бойымен орналастыру әдісіне де, оларды фазалық синхрондауға да байланысты екенін растайды. Транспортер бойында олардың ұзындығын дәйекті ұлғайта отырып орналастырылған антенна торының қайта сәулелендіретін вибраторлары астықтың жанып кетуіне және астықтың себу қасиеттерін немесе оның тағамдық құндылығын жоғалтуына жол бермей, астықты біртіндеп жылытуға мүмкіндік береді.

Целевыми потребителями результатов проекта являются организации и предприятия всех форм собственности, осуществляющие зернопереработку.

Жоба нәтижелерінің нысаналы тұтынушылары астық өңдеуді жүзеге асыратын барлық меншік нысанындағы ұйымдар мен кәсіпорындар болып табылады.

UDC indices
621.372
International classifier codes
47.45.00; 68.85.85; 68.43.00;
Key words in Russian
сушка зерна; микроволновое облучение; поверхностный волновод; микроволновая сушилка; энергозатраты;
Key words in Kazakh
дәнді дақылды кептіру; микротолқынды сәулелендіру; жоғарғы толқынды; микротолқынды кептіргіш; энергия шығындары;
Head of the organization Апергенова Рената Сеитовна PhD / нет
Head of work Риттер Екатерина Сергеевна Доктор PhD / нет