- Код статьи
- 10.31857/S2500262725030107-1
- DOI
- 10.31857/S2500262725030107
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 3
- Страницы
- 60-65
- Аннотация
- Исследования проводили с целью определения возможности снижения общей энергоемкости процесса конвективной сушки товарного зерна на промышленных установках шахтного и барабанного типов производительностью от 2 до 50 т/ч по готовому продукту за счет применения малых доз микроволновой энергии, действующей на продукт перед засыпкой в сушильную камеру зерносушилок. Эксперименты выполняли в 2024 г. в ФГБОУ ВО «РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева». Объектом исследования служила экспериментальная установка сушки с последовательным действием на продукт микроволнового излучения и конвективной тепловой энергии. Критерием энергоэффективности служило потребление энергии за единицу времени. В качестве продукта использовали семена пшеницы и ржи разной толщиной слоя в лотках «прозрачных» для микроволновой и конвективной тепловой энергии. Лотки располагались на цепном транспортере и перемещались посредством электропривода последовательно через камеру микроволнового нагрева на базе желобкового волновода, в который с двух сторон подавалась СВЧ-энергия от двух магнетронных источников, работающих в импульсном режиме в противофазе. После этого лотки перемещались в камеру конвективного обдува, где на продукт снизу подавался теплый воздух, имитируя режим конвективной сушки на промышленных установках. В первой серии экспериментов продукт массой 3 кг, влажностью 28…32% и толщиной слоя 4 см помещался только в камеру конвективного обдува, где высушивался до 12%, что соответствует ГОСТу на хранение зерна. Влажность зерна определялась термогравиметрическим способом. Для определения энергозатрат на сушку была проведена серия экспериментов. В ходе них была установлена мощность калорифера, которая составила 5 кВт. Затем были определены время сушки и энергоемкость процесса, которая составила от 8,5 до 9,5 кВт в час на килограмм испаряемой влаги. В следующей серии экспериментов на аналогичную навеску зерна воздействовали сначала микроволновым излучением на уровне 1…5% от конвективной тепловой энергии. Затем лоток с продуктом перемещался на транспортере в камеру конвективного обдува, где происходило досушивание до 12% влажности зерна. На основе построенных зависимостей снижения массы продукта за время сушки рассчитывалась суммарная энергоемкость, которая составила при добавлении 1% -мощности от тепловой в процесс сушки, от 6,8 до 7,8 кВт∙ч/кг по испаренной влаге и при 5% - от 6,2 до 7,0 кВт∙ч/кг. Таким образом, в среднем снижение энергопотребления составило 19…27%. Выявленный эффект при добавлении малых доз микроволновой энергии в процесс сушки зерна свидетельствует о перспективности использования маломощного микроволнового излучения на установках промышленной сушки зерна.
- Ключевые слова
- СВЧ-нагрев магнетронный генератор конвективная сушка комбинированная сушка желобковый волновод сушка зерна
- Дата публикации
- 03.06.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 18
Библиография
- 1. Improving the efficiency of convective grain drying by using low-intensity RF radiation / A. V. Volgin, V. A. Kargin, E. A. Chetverikov, et al. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022. Vol. 954. 012017. URL: (дата обращения: 03.02.2025). https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/954/1/012017. doi: 10.1088/1755-1315/954/1/012017.
- 2. Четвериков Е. А., Лягина Л. А., Моисеев А. П. Микроволновое и инфракрасное излучение в технологиях сушки продукции растительного происхождения: монография. Саратов: Амирит, 2016. 186 с.
- 3. Математическая модель процесса комбинированной сушки товарного зерна в установках конвейерного типа / Е. А. Четвериков, К. М. Усанов, А. В. Волгин и др. // Аграрный научный журнал. 2023. № 12. С. 171-176.
- 4. Технологическое обоснование сушки зерна аэрированием / И. Н. Аммосов, Ю. Ж. Дондоков, В. М. Дринча и др. // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2024. № 6 (78). С. 399-412. doi: 10.32786/2071-9485-2024-06-44.
- 5. Лобачевский Я. П., Ценч Ю. С. Принципы формирования систем машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации технологических процессов в растениеводстве. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. № 4. С. 4-12.
- 6. Будников Д. А. Система управления экспериментальной установкой электрофизического воздействия на зерно // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2022. Т. 17. № 2 (66). С. 59-67. doi: 10.12737/2073-0462-2022-57-63.
- 7. Дринча В. М., Ценч Ю. С. Эволюция зерно-семяочистительной техники в России. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 15. № 1. С. 24-33.
- 8. Загоруйко М. Г., Башмаков И. А. Интенсификация теплообмена в каналах подачи агента сушки // Аграрный научный журнал. 2024. № 7. С. 105-109. doi: 10.28983/asj.y2024i7pp105-109.
- 9. Васильев А. А., Тихомиров Д. А., Васильев А. Н. Исследование на компьютерной модели влияния элементов конструкции и влажности зерна на добротность СВЧ-конвективной зоны // Агроинженерия. 2024. Т. 26. № 1. С. 73-79. doi: 10.26897/2687-1149-2024-1-73-79.
- 10. Щетинин М. П., Урманов А. И. Моделирование и математическая обработка результатов опытов по сушке семян рапса // Ползуновский вестник. 2023. № 2. С. 131-135. doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2023.02.017.
- 11. Исаев А. В., Бастрон А. В., Яхонтова B. С. Исследование влияния степени неравномерности нагрева семян рапса в ЭМП СВЧ на их энергию прорастания и всхожесть // Вестник Красноярского ГАУ. 2016. № 4. С. 131-137.
- 12. Разработка мобильной зерносушилки и обоснование ее конструктивно-режимных параметров / Д. Ю. Данилов, С. С. Казаков, Е. А. Криштанов и др. // Аграрная наука. 2022. № 11. С. 122-127. doi: 10.32634/0869-8155-2022-364-11-122-127.
- 13. Особенности процесса сушки зерна пшеницы в элементарном слое / Г. В. Карпенко, В. И. Курдюмов, А. А. Павлушин и др. // Пермский аграрный вестник. 2021. № 4(36). С. 4-13. doi: 10.47737/2307-2873_2021_36_4.
- 14. Голубкович А. В., Павлов С. А. Оптимизация сушки зерна при осциллирующем режиме // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. № 1. С. 10-13.
- 15. Drincha V. M., Tsench Yu. S. Fundamentals and prospects for the technologies development for post-harvest grain processing and seed preparation. // Agricultural Machinery and Technologies. 2020. Т. 14. № 4. С. 17-25.
