СВЧ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ МИКРОВОЛНОВОЙ ОБРАБОТКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ И ПОЛИКАПРОАМИДНЫХ НИТЕЙ
DOI 10.12737/2073-0462-2024-77-85 УДК 621.365.5
Ключевые слова:
СВЧ установка, камера гибридного типа, тепловая и нетепловая обработка, пиломатериалы, поликапроамидные нити, магнетрон.Аннотация
Исследования проводили с целью определения оптимальных режимов одновременной обработки пиломатериалов и поликапроамидных нитей в гибридной СВЧ электротехнологической установке. Работу осуществляли на установке с камерой гибридного типа с регулировкой уровня СВЧ мощности магнетронов и продолжительности воздействия. Представлены две возможные конструкции гибридной установки для обработки пиломатериалов и поликапроамидных нитей, отличающиеся тем, что в одном пиломатериалы обрабатывали внутри камеры, а поликапроамидные нити протягивали через волноводы с помощью бобин и электродвигателя, установленных снаружи камеры, а во втором оба материала обрабатывали внутри камеры установки. Объект исследования – пиломатериалы и поликапроамидные нити. Пиломатериалы загружали в рабочую камеру в форме штабеля, который вращался вдоль своей оси и рассматривали конструкцию, в которой поликапроамидные нити протягивали через волновод, отходящий от источника СВЧ энергии снаружи камеры. Время воздействия СВЧ излучения на пиломатериалы и полкапроамидные нити измеряли с использованием электронных секундомеров, температуру и влажность – с использованием термометра Testo 905T2, пирометра Testo 830T1, цифрового гигрометра Testo 606-1. Использование гибридной СВЧ электротехнологической установки сокращало время обработки пиломатериалов благодаря вращению в поле СВЧ до 15 ч, при этом обеспечивалось требуемое качество высушиваемого материала (конечная влажность – 7,1%, уменьшение прочности на скалывание и ударный изгиб в пределах 5%). Относительное разрывное удлинение поликапроамидных нитей увеличивалось на 48,2%, разрывная нагрузка – на 27,6%. Благодаря одновременной обработке пиломатериалов и поликапроамидных нитей можно уменьшить металлоемкость и повысить энергетическую эффективность установки.
Литература
1. Effect of Low Temperature Microwave Drying on Properties of Dyed Cashmere Fibers/ Z. Liuxiang, L. Wan, W. Gaojun, et al. // Fibers and Polymers. 2020. Vol. 21. P. 564–570. doi: 10.1007/s12221-020-9713-2.
2. Uperabsorbent polymers achieved by surface cross linking of poly (sodium acrylate) using microwave method/ M. Ghasri, H. Bouhendi, K. Kabiri, et al. // Iranian Polymer Journal. 2019. Vol. 28/ P. 539–548. doi: 10.1007/s13726-019-00722-6.
3. Strong mechanics and broadened microwave absorption of graphene-based sandwich structures and surfacepatterned structures / W. Xi-Xi, S. Chao-Ming, W. Fu-Bao, et al. // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2018. Vol. 29. P. 9683–9691. doi: 10.1007/s10854-018-9005-4.
4. The vacuum-assisted microwave drying of round bamboos: drying kinetics, color and mechanical property/ H. Lv, X. Chen, X. Liu, et al. // Mater Lett. 2018. Vol. 223. P. 159-162. doi: 10.1016/j.matlet.2018.04.038.
5. Effects of microwave irradiation on the moisture content of various wood chip fractions obtained from different tree species / M. Aniszewska, K. Słowiński, E. Tulska, et al. // Journal of Wood Science. 2021. 67. Article number 28. URL: https://jwoodscience.springeropen.com/articles/10.1186/s10086-021-01958-8 (дата обращения: 21.10.24).
6. Development of Empirical Drying Correlations for Crushed Wood Chips and Crushed Wood Pellets / H. Rezaei, C. Lim, A. Lau, et al. // Dry Technol. 2017. Vol. 35. P. 1423-1432. doi: 10.1080/07373937.2016.1198912.
7. Nirmaan A.M.C., Rohitha Prasantha B.D., Peiris B.L. Comparison of microwave drying and oven-drying techniques for moisture determination of three paddy (Oryza sativa L.) varieties // Chemical and Biological Technologies in Agriculture. 2020. Vol. 7. P. 2-7. doi: 10.1186/s40538-019-0164-1.
8. Сивяков Б.К. Установка СВЧ сушки сельскохозяйственных продуктов в фермерских хозяйствах // Вопросы электротехнологии. 2019. №1(22). С. 9-13.
9. Chaowalit M., Chitradee L., Laksana C. Convection combined microwave drying affect quality of volatile oil compositions and quantity of curcuminoids of turmeric raw material // Revista Brasileira de Farmacognosia. 2019. Vol. 29. P. 434–440. doi: 10.1016/j.bjp.2019.04.006.
10. Designed construction of composites with enhanced microwave absorption performance / T.S. Liu, N. Liu, Q.D. An, et al. // J Alloys Compd. 2019. Vol. 802. P. 445–457. doi: 10.1016/j.jallcom.2019.06.243.
11. Microwave-assisted one-pot three-component polymerization of alkynes, aldehydes and amines toward amino-functionalized optoelectronic polymers / J. Tao, Z. Nan-nan, C. Wan-qing, et al. // Chinese Journal of Polymer Science. 2017. Vol. 35. P. 269–281. doi: 10.1007/s10118-017-1890-0.
12. Determining Shelf Life of Ready-to-Eat Macaroni and Cheese in High Barrier and Oxygen Scavenger Packaging Sterilized via Microwave-Assisted Thermal Sterilization / J. Patel, S. Al-Ghamdi, H. Zhang, et al. // Food and Bioprocess Technology. 2019. Vol. 12. P. 1516–1526. doi: 10.1007/s11947-019-02310-1.
13. Shelf-life modeling of microwave-assisted thermal sterilized mashed potato in polymeric pouches of different gas barrier properties / H. Zhang, Z. Tang, B. Rasco, et al. // Journal of Food Engineering. 2016. Vol. 183. P. 65–73. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2016.03.021.
14. Архангельский Ю.С., Колесников Е.В. Камеры с бегущей и со стоячей волной. Саратов: Буква, 2015. 232 с.
15. Девятков Н.Д. Техника и приборы СВЧ. М.: Высшая школа, 1972. Т.2. 375 с.
16. Архангельский Ю.С., Колесников Е.В. Камеры лучевого типа. Саратов: Амирит, 2017. 198 с.
17. Пировских Е.А., Бегунков О.И., Бегункова Н.О. Рассмотрение результатов исследования процессов сушки пиломатериалов из лиственницы // Международный научно-исследовательский журнал. 2022. №4 (118). URL: https://research-journal.org/archive/4-118-2022-april/rassmotrenie-rezultatov-issledovaniya-processovsushki-pilomaterialov-iz-listvennicy (дата обращения: 24.01.2024). - doi: 10.23670/IRJ.2022.118.4.015.
18. Архангельский Ю.С. СВЧ модификация полимеров / Ю.С. Архангельский, Е.М. Гришина, В.А. Лавреньев, С.К. Слепцова. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2012. – 288 с.
1. Liuxiang Z, Wan L, Gaojun W. Effect of low temperature microwave drying on properties of dyed cashmere fibers. Fibers and Polymers. 2020; Vol.21. 564-570 p. doi: 10.1007/s12221-020-9713-2.
2. Ghasri M, Bouhendi H, Kabiri K. Uperabsorbent polymers achieved by surface cross linking of poly (sodium acrylate) using microwave method. Iranian Polymer Journal. 2019; Vol.28. 539-548 p. doi: 10.1007/s13726-019-00722-6.
3. Xi-Xi W, Chao-Ming S, Fu-Bao W. Strong mechanics and broadened microwave absorption of graphene-based sandwich structures and surface-patterned structures. Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2018; Vol.29. 9683-9691 p. doi: 10.1007/s10854-018-9005-4.
4. Lv H, Chen X, Liu X. The vacuum-assisted microwave drying of round bamboos: drying kinetics, color and mechanical property. Mater Lett. 2018; Vol.223. 159-162 p. doi: 10.1016/j.matlet.2018.04.038.
5. Aniszewska M, Słowinski K, Tulska E. Effects of microwave irradiation on the moisture content of various wood chip fractions obtained from different tree species [Internet]. Journal of Wood Science. 2021; 67. Article number 28. [cited 2024, January 1]. Available from: https://jwoodscience.springeropen.com/articles/10.1186/s10086-021-01958-8.
6. Rezaei H, Lim C, Lau A. Development of empirical drying correlations for crushed wood chips and crushed wood pellets. Dry Technol. 2017; Vol.35. 1423-1432 p. doi: 10.1080/07373937.2016.1198912.
7. Nirmaan AMC, Rohitha Prasantha BD, Peiris BL. Comparison of microwave drying and oven-drying techniques for moisture determination of three paddy (Oryza sativa L.) varieties. Chemical and Biological Technologies in Agriculture. 2020; Vol.7. 2-7 p. doi: 10.1186/s40538-019-0164-1.
8. Sivyakov BK. [Installation of microwave drying of agricultural products on farms]. Voprosy elektrotekhnologii. 2019; 1(22). 9-13 p.
9. Chaowalit M, Chitradee L, Laksana C. Convection combined microwave drying affect quality of volatile oil compositions and quantity of curcuminoids of turmeric raw material. Revista Brasileira de Farmacognosia. 2019; Vol.29. 434-440 p. doi: 10.1016/j.bjp.2019.04.006.
10. Liu TS, Liu N, An QD. Designed construction of composites with enhanced microwave absorption performance. J Alloys Compd. 2019; Vol.802. 445-457 p. doi: 10.1016/j.jallcom.2019.06.243.
11. Tao J, Nan-nan Z, Wan-qing C. Microwave-assisted one-pot three-component polymerization of alkynes, aldehydes and amines toward amino-functionalized optoelectronic polymers. Chinese Journal of Polymer Science. 2017; Vol.35. 269-281 p. doi: 10.1007/s10118-017-1890-0.
12. Patel J, Al-Ghamdi S, Zhang H. Determining shelf life of ready-to-eat macaroni and cheese in high barrier and oxygen scavenger packaging sterilized via Microwave-Assisted Thermal sterilization. Food and Bioprocess Technology. 2019; Vol.12. 1516-1526 p. doi: 10.1007/s11947-019-02310-1.
13. Zhang H, Tang Z, Rasco B. Shelf-life modeling of microwave-assisted thermal sterilized mashed potato in polymeric pouches of different gas barrier properties. Journal of Food Engineering. 2016; Vol.183. 65-73 p. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2016.03.021.
14. Arkhangelskiy YuS, Kolesnikov EV. Kamery s begushchey i so stoyachey volnoy. [Cameras with traveling and standing waves]. Saratov: Bukva. 2015; 232 p.
15. Devyatkov ND. Tekhnika i pribory SVCh. [Microwave equipment and devices]. Moscow: Vysshaya shkola. 1972; Vol.2. 375 p.
16. Arkhangelskiy YuS, Kolesnikov EV. Kamery luchevogo tipa. [Beam type cameras]. Saratov: Amirit. 2017; 198 p.
17. Pirovskikh EA, Begunkov OI, Begunkova NO. [Consideration of the results of research into drying processes for larch lumber]. [Internet]. International Scientific Research Journal. 2022; 4 (118). [cited 2024, January 1]. Available from: https://research-journal.org/archive/4-118-2022-april/rassmotrenie-rezultatov-issledovaniya-processov-sushkipilomaterialov-iz-listvennicy. - doi: 10.23670/IRJ.2022.118.4.015.
18. Arkhangelskiy YuS, Grishina EM, Lavrentev VA, Sleptsova SK. SVCh modifikatsiya polimerov. [Microwave modification of polymers]. Saratov: Sarat. gos. tekhn. un-t. 2012; 288 p.
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2026 ВЕСТНИК Казанского государственного аграрного университета
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
