Обоснование и разработка технических средств с источниками электромагнитных излучений для технологических процессов птицеводства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, доктор технических наук Михайлова, Ольга Валентиновна

• Михайлова, Ольга Валентиновна
• доктор технических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор технических наук Михайлова, Ольга Валентиновна

Введение.

1. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРЕРАБОТКИ ПРОДУКЦИИ ПТИЦЕВОДСТВА.

1.1. Воздействие физических факторов в процессе инкубации яиц, роста и развития птицы.

1.2. Использование энергии электромагнитных излучений в технологических процессах переработки яиц.

1.3. Цель и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДОЗИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ ПРИ ИХ КОМПЛЕКСНОМ ДЕЙСТВИИ НА БИООБЪЕКТ.

2.1. Структура исследования процесса воздействия ЭМИ на биообъект.

2.2 Обоснование частоты электрических полей при их комплексном действии на биообъект.

2.2.1. Исследование диэлектрического спектра компонентов яйца для определения резонансной частоты.

2.2.2. Теоретическое обоснование частоты источника питания коронирующего разряда.

2.3. Распределение электрических полей в биообъекте при их комплексном действии.

2.3.1. Распределение электрических полей в биообъекте.

2.3.2. Обоснование напряжения питания электрогазоразрядных электродов.

2.4. Сенсибилизирование радиоволнами эффекта воздействия УФ излучения на биообъект.1.

2.4.1. Биологическое действие на меланж УФ излучения на фоне радиоволн.

2.4.2. Биологическое действие на яичный порошок УФ излучения на фоне радиоволн и коронного разряда.

2.4.3. Биологическое действие на инкубационные яйца УФ излучения на фоне электромагнитного поля надтональной частоты.

2.5. Силовое действие электрических полей на биообъект.

2.6. Определение предела прочности скорлупы яиц.

3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА БИООБЪЕКТ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК.

3.1. Материалы и методы исследований.

3.2. Общая методика проектирования установок с источниками электромагнитных излучений.

3.3. Согласование режимных и конструктивных параметров электромеханического оборудования для комплексного воздействия электромагнитного излучения на биообъект.

3.3.1. Методика согласования параметров воздействия электромагнитного излучения на биообъект.

3.3.2. Методика согласования режимно-конструктивных параметров радиоволновых электрокоронирующих устройств.

3.3.3. Согласование режимно-конструктивных параметров установки для электромеханизированного разделения молодняка птицы по полу.

3.3.4. Методика обоснования динамики живой массы птицы.

3.3.5. Методика согласования режимно-конструктивных параметров роторного высокочастотного пастеризатора яиц.

3.3.6. Методика согласования режимно-конструктивных параметров высокочастотного пастеризатора меланжа.

3.3.7. Расчет режимно-конструктивных параметров коротковолнового ультрафиолетового озонатора яичного порошка.

3.3.8. Согласование режимно-конструктивных параметров длинноволнового озонатора яичного порошка.

3.3.9. Согласование режимно-конструктивных параметров устройства для переработки яичной скорлупы.

4. РАДИОВОЛНОВЫЕ ИСТОЧНИКИ УФ ИЗЛУЧЕНИЯ.

4.1. Технические средства для воздействия электромагнитным излучением на биообъект при производстве молодняка птицы.

4.1.1. Использование электромагнитных излучений в технологии инкубации яиц.

4.1.2. Облучатели для дезинфекции яиц.

4.1.3. Облучатели для коррекции перинатального развития молодняка птицы.

4.1.4. Электрокоронирующие устройства для коррекции вывода молодняка птицы.

4.1.5. Электромеханизированное разделение молодняка птицы по полу.

4.1.6. Облучатель для обеспечения локального микроклимата суточным цыплятам.

4.1.7. Длинноволновый инъектор для молодняка птицы.

4.1.8. Электротехническое устройство для удаления оперения с живой птицы.

4.2. Установки для технологических процессов переработки яиц.

4.2.1. Высокочастотные пастеризаторы яйца.

4.2.2. Диэлектрический пастеризатор меланжа.

4.2.3. Радиоволновые устройства для обеззараживания сыпучих яйцепродуктов.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА БИООБЪЕКТ.

5.1. Результаты воздействия электромагнитных излучений в пери- ^^ натальный период развития молодняка птицы.

5.1.1. Исследование бактериальной обсемененности инкубационных яиц после ультрафиолетового длинноволнового озонирования.

5.1.2. Анализ результатов инкубации яиц облученных ультрафиолетовыми лучами на фоне радиоволн.

5.2. Результаты воздействия электромагнитных излучений на молодняк птицы в постнатальный период развития.

5.2.1. Результаты электромеханизированного разделения молодняка птицы по полу.

5.2.2. Сохранность молодняка птицы в первые дни жизни при комплексном действии энергии ЭМИ.

5.3. Результаты воздействия электромагнитных излучений на молодняк птицы в период выращивания.

5.3.1. Хозяйственно-полезные показатели птицы выращиваемой при воздействии электромагнитных излучений.

5.3.2. Результаты прижизненной ощипки пуха гусей с помощью электротехнического устройства.

5.4. Результаты переработки яиц с использованием электромагнитных излучений.

5.4.1. Результаты высокочастотной пастеризации яиц и яичной массы.

5.4.2. Результаты обеззараживания яичного порошка с использованием энергии электромагнитных излучений.

5.4.3. Результаты обеззараживания яичной скорлупы электромагнитным излучением.

6. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЗИРОВАННЫХ УСТРОЙСТВ В ТЕХНОЛОГИЮ ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРЕРАБОТКИ ПРОДУКЦИИ ПТИЦЕВОДСТВА.

6.1. Технико-экономическая оценка конструкторских разработок

6.2. Вопросы техники безопасности при работе установок с высокочастотными разрядами.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование и разработка технических средств с источниками электромагнитных излучений для технологических процессов птицеводства»

В развитии птицеводства важную роль играет получение высококачественной продукции с использованием прогрессивных технологий, высокопроизводительных средств и рациональных технологических решений.

Птицеводству нужны специализированные ресурсоэнергоматериало-сберегающие технические средства малой механизации небольших массогабари-тов, энергоемкостей, с помощью которых можно выполнять различные технологические процессы и операции.

Наиболее эффективными, рациональными и перспективными методами совершенствования технологических процессов в птицеводстве при сохранении ветеринарно-санитарного благополучия являются способы, основанные на применении энергии электромагнитных излучений. Целенаправленное комплексное воздействие физических факторов на биологический объект, синхронизированное с биологически активной частотой, с учетом особенностей структуры объекта позволяет эффективно решить ряд задач. Широкие возможности применения энергии электромагнитных колебаний в сельскохозяйственных технологических процессах обусловлены рядом причин, а именно: высоким качеством воздействия, гибкостью и высокой точностью управления процессом, а самое главное -электромагнитное поле обладает специфическими и лечебными свойствами [7, 14,20, 30,96, 128,132,133,135,208,214 и др.].

Перед нами поставлена проблема повышения производства и качества переработки продукции птицеводства воздействием электромагнитного излучения (ЭМИ).

Научная концепция решения данной проблемы - получение высококачественной продукции птицеводства при минимальных энерго-, трудозатратах за счет применения методов и технических средств с источниками ЭМИ имеющих рациональные параметры, заложенные на стадии проектирования путем использования метода многокритериальной оптимизации.

Наиболее полное решение поставленной проблемы обеспечивается многоцелевыми техническими средствами с радиоволновыми источниками от которых подключены электрогазоразрядные лампы УФ излучения высокого или низкого давления. В связи с этим определены дальнейшие научные задачи в области создания средств электромеханизации различных технологических процессов в птицеводстве.

В настоящее время имеется много данных о положительном влиянии ряда физических факторов на различные биообъекты, к числу основных из них относятся следующие: электромагнитные излучения оптического и радиоволнового диапазонов, озон и аэроионизированный воздух.

Однако, из-за несовершенства технологии и технических средств, отсутствия научно обоснованных оптимальных методов воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ) на биообъект, широкого распространения они в птицеводстве не нашли.

Исследования выполнены в соответствии с планами НИОКР Чувашской ГСХА (1997.2004 г.г.) и целевыми программами по заказу департамента кадровой политики и образования (ПНИЛ-3) Министерства сельского хозяйства Российской Федерации «Интенсификация электромагнитным полем технологических процессов в животноводстве», № per.: 02980000107, 1997; 01990001509,1998; 01200001224, 1999; 02200200856, 2000, а также Министерства сельского хозяйства Чувашской Республики «Интенсификация электромагнитным полем технологических процессов в животноводстве и птицеводстве» (2000.2004 г.г.).

Научно-методической основой настоящего исследования послужили труды ведущих ученых по фундаментальным и прикладным вопросам электрификации сельского хозяйства и другим отраслям знаний Басова А.М., Белова В.И., Бойко А.Я., Бондаренко Г.М., Бородина И.Ф., Будзко И.А., Возмилова А.Г., Воробьева В.А., Гришина И.И., Живописцева E.H., Изакова Ф.Я., Казинского В.А., Кодинец Г.А., Кудрявцева И.Я., Кожевниковой Н.Ф., Лебедева С.П., Листова П.Н., Мартынен-ко И.И., Мусина Д.С., Назарова Г.И., Новиковой Г.В., Овчуковой С.А., Прищеп Л.Г., Сторчевого В.Ф., Стребкова Д.С., Тареева Б.М., Тарушкина В.И., Третьякова Н.П., Цой И.Г., Цугленок Н.В., Шмигель В.Н. и др. [6, 13, 14, 22.26,

36,37,46,51,58, 84.86, 89, 132.135,139,169, 170, 173,174, 182, 199,200].

Целью настоящей работы является разработка научно обоснованного принципа создания многоцелевых технических средств с источниками электромагнитных излучений, обеспечивающих повышение производства и качества переработки продукции птицеводства за счет комплексного воздействия физических факторов на биообъект.

Объектом исследования являются технические средства с технологическими приемами усиления биологического действия УФ излучения на фоне радиоволн и коронного разряда при минимальных энерго-, трудозатратах и отрицательных воздействиях на окружающую среду.

Предметом исследования является процесс взаимодействия электромагнитных излучений разных частот с биообъектом, обеспечивающий наибольшую эффективность производства и переработки продукции птицеводства.

Поставленные задачи решаются следующей методологией: основываясь на диэлектрический спектр компонентов биообъекта, на теории электронно-ионной технологии и оптического излучения, на закономерности воздействия электромагнитного поля, базируясь на системный подход к комплексу теоретических и экспериментальных результатов, полученных при помощи математических, физических, светотехнических, биометрических, статистических методов разрабатываются многоцелевые технические средства, состоящие из функционального модуля и радиоволнового генератора, предназначенные для технологических процессов птицеводства.

Разработка методологических основ расчетов и проектирования технических средств, базировалась на математическом моделировании процессов. Экспериментальные исследования, подтвержденные теоретическими результатами, выполнены с использованием теории многофакторного эксперимента, методов регрессионной статистики и биометрии с применением программы 81аЙБЙса 4.5.

Научная новизна:

1) предложен и теоретически обоснован принцип усиления биологического действия УФ излучения за счет радиоволн и коронного разряда, инициированных электрогазоразрядной лампой, подключенной через резонатор к генератору;

2) получены математические соотношения, позволяющие обосновать частоту и напряжение источника питания электрогазоразрядной лампы УФ излучения, являющейся одновременно радиоволновым электродом, обеспечивающим коронный разряд;

3) разработаны конструктивные схемы и созданы технические средства комплексного воздействия физических факторов на основе теоретических и экспериментальных обоснований оптимальных режимов взаимодействия параметров источника электромагнитных излучений с биообъектом;

4) определены принципы рационального использования энергии ЭМИ в технологических процессах производства и переработки продукции птицеводства.

Техническая новизна. Создание многофункциональных радиоволновых УФ излучателей для технологического воздействия на биообъекты в птицеводстве.

Практическая значимость. Полученные научные знания позволили разработать:

- электромагнитные излучатели эритемного и бактерицидного потоков УФ излучения на фоне электромагнитного поля надтональной частоты и коронного разряда, превосходящие существующие по технологическим эффектам, позволяющие повысить хозяйственно-полезные показатели птицы;

- электрокоронирующие устройства для коррекции перинатального и по-стнатального развития птицы;

- техническое средство для прижизненной ощипки оперения гусей;

- устройства для обеззараживания, стерилизации, пастеризации яиц и яйцепродуктов комплексным воздействием электромагнитных излучений радиоволнового и оптического диапазонов.

Достоверность выводов диссертации обеспечена:

- теоретическими исследованиями, опирающимися на законы и методы математики, физики, механики и электротехники;

- современными методами исследований на действующем оборудовании с применением компьютерных технологий;

- лабораторными и хозяйственными испытаниями приемов и технических средств комплексного воздействия ЭМИ на биообъект в птицеводстве, проведенными в соответствии с действующими ГОСТами и разработанными методиками, подтвержденными документально.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Способ усиления биологического действия УФ излучения на фоне радиоволн и коронного разряда для создания высокоэффективных методов и технических средств производства и переработки продукции птицеводства.

2. Теоретическое обоснование частоты и напряжения радиоволновых источников питания разрядного блока с учетом обоснованного предела прочности скорлупы яйца и релаксационных частот его составных частей. Аналитические зависимости, характеризующие распределение электрических полей в компонентах биообъекта при комплексном воздействии ЭМИ.

3. Выведенные математические выражения, позволяющие согласовать:

- режимно-конструктивные параметры механизированного радиоволнового УФ облучателя биообъекта, применяемого в технологическом процессе инкубации молодняка птицы и при переработке яиц, яйцепродуктов;

- время воздействия ЭМИ, частоту вращения и диаметр поворотной платформы с производительностью электрокоронирующего устройства для коррекции перинатального и постнатального развития молодняка птицы;

- частоту вращения и диаметр поворотной платформы, размеры арки и склиза с возрастом молодняка и производительностью электромеханизированного устройства для разделения молодняка птицы по полу;

- силу удерживаемости пера в коже с температурой экзо-, эндогенного нагрева при использовании устройства для прижизненной ощипки оперения птицы;

- удельную мощность, время воздействия, частоту вращения ротора и транспортирующего барабана с производительностью высокочастотного пастеризатора яиц;

- время наполнения и истечения меланжа из рабочей камеры с производительностью высокочастотного пастеризатора.

4. Математические модели частных энерготехнологических процессов воздействия на биообъект, описывающие:

- выводимость и сохранность молодняка птицы в зависимости от энергетической нагрузки при комплексном воздействии физических факторов в перинатальный период развития;

- изменение количества пор, выводимости и сохранности молодняка птицы в зависимости от напряжения электрического поля, времени воздействия и разрядного промежутка;

- процент разделения молодняка птицы по полу в зависимости от их возраста, напряжения на электроде, высоты подвеса облучателя и скважности коронного разряда;

- динамику среднесуточного прироста живой массы птицы;

- изменение силы удерживаемости оперения в коже тушки от времени воздействия, напряженности электрического поля;

- изменение температуры яичной массы, температуры стабилизации и толщины тонкого наружного слоя примыкающего к подскорлупной пленке в зависимости от времени воздействия, анодного тока, напряженности и частоты электрического поля;

- скорость нагрева меланжа в зависимости от напряженности электрического поля и времени воздействия;

- изменение бактериальной обсемененности яичного порошка в зависимости от времени воздействия, удельной мощности бактерицидной лампы и высоты подвеса функционального модуля.

5. Результаты исследования влияния комплексного воздействия ЭМИ на биообъект в технологических процессах производства и переработки продукции птицеводства, проведенные для многокритериальной оптимизации режим-но-конструктивных параметров разработанных и созданных образцов радиоволновых УФ излучателей.

Методики, алгоритмы и программа согласования на ЭВМ конструктивных элементов функционального модуля и режимов технологического процесса воздействия ЭМИ на биообъект.

Реализация результатов исследования. Разработанные методы и технические средства с источниками ЭМИ апробированы в технологических процессах производства и переработки продукции птицеводства двух птицефабрик Чувашской республики, таких как: РГУП ПФ «Моргаушская», ГУП ПФ «Чебоксарская».

Материалы экспериментальных исследований и описание разработанных технических средств используются в учебном процессе ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА», ФГОУ ВПО «Московский ГАУ им. В.П. Горячкина», ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА», ФГОУ ВПО «Казанская ГСХА», ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», ФГОУ ВПО «Челябинский агроинженерный университет». Применение результатов исследований в учебном процессе других вузов подтверждается соответствующим реестром по рассылке учебного пособия «Электрооборудование в птицеводстве» и монографии «Электромагнитные излучения в технологических процессах птицеводства».

Материалы исследований технологического процесса воздействия ЭМИ на биообъекты переданы в отдел механизации Министерства сельского хозяйства Чувашской Республики. Они составили научную базу для разработки технического задания и проектно-конструкторской документации, необходимой для изготовления радиоволновых УФ излучателей для технологических процессов производства и переработки продукции птицеводства.

Внедрение результатов исследований подтверждается соответствующими актами, приложенными к диссертации.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты исследования по теме диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава:

- ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» (1998. 2004 г.г.);

- НИИ Северо-Востока (г. Киров, 1998 г.);

- ФГОУ ВПО «Челябинский агроинженерный университет» (2003,2004 г.г.);

- ФГОУ ВПО «Московский агроинженерный университет им. В.П. Горячкина» (2002 г.);

- ФГОУ ВПО «Казанская государственная сельскохозяйственная академия» (2000, 2004 г.г.);

- ФГОУ ВПО «Казанская ветеринарная академия» (2000 г.);

- ФГОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (институт механики и энергетики)» (2002 г.);

- ФГОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» (2003 г.);

- ФГОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия» (2004 г.);

- ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (2004 г.).

Публикации. Материалы диссертации отражены в [54 основных научных работах, в том числе учебном пособии «Электрооборудование в птицеводстве», объемом 25,7 п.л., монографии «Электромагнитные излучения в технологических процессах птицеводства», объемом 8,5 п.л., в двух поданных заявках на изобретение № 2004128827 «Устройство для удаления оперения с живой птицы», № 2004128828 «Устройство для разделения молодняка птицы по полу». За создание комплексной работы, включающей учебное пособие «Электрооборудование в птицеводстве» автору присуждена Государственная премия Чувашской Республики 2003 года в области естественных и технических наук. Диплом лауреата Государственной премии выдан на основании Указа Президента Чувашской Республики Н.В. Федорова от 17 июня 2004 года № 64.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав и общих выводов, списка используемых источников и приложения. Основная часть содержит 396 страниц машинописного текста. В списке литературы указано 222 источников, в том числе 8 на иностранном языке. Приложение содержит материалы по внедрению, разработанные программы, полное обоснование параметров облучателей предназначенных для технологических процессов инкубации, матрицы и расчетные коэффициенты для построения поверхности отклика.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Михайлова, Ольга Валентиновна

Выводы по главе

1. Возникшие в процессе исследований многочисленные новые технические решения конструирования функциональных модулей к генераторам определились большим многообразием технологических процессов и биообъектов с разными электро-, биофизическими свойствами. Большинство технологических процессов в птицеводстве требует учета не только теплового и специфического, но и силового воздействия электромагнитного поля. Поэтому проектирование установок с использованием энергии ЭМИ не укладывается в разработанные методики и требует знания физических явлений в электродных системах, методов их исследования и расчета.

2. Для достижения многокритериальной оптимизации процесса комплексного воздействия ЭМИ на биообъект, необходимо рассматривать все режимы функционирования разработанной конструкции при соблюдении множества ограничений по дозам отдельных физических факторов. С этой целью составлены функционально-структурные схемы на каждое техническое средство. Такой подход дает полное представление о принципе работы проектируемой установки и о возможностях регулирования ее параметров.

3. При проектировании оборудования для переработки продукции птицеводства с использованием энергии электромагнитных излучений необходимо соблюдать требования, учитывающие специфику биообъекта и технологии. Оно должно быть сконструировано таким образом, чтобы обеспечить минимальные потери продукта и сохранение его пищевой ценности. Процесс комплексного воздействия ЭМИ разных частот на биообъект происходящий в рабочем органе установки должен протекать с минимальными затратами энергии без деструкции продукции.

Например, при проектировании длинноволновых устройств необходимо выдержать рекомендуемую дозу эритемного или бактерицидного потоков УФ излучения, которые в свою очередь зависят от приложенного напряжения к электроду, межэлектродного расстояния, мощности лампы и времени воздействия. Необходимо также согласовать емкость конденсатора с параметрами электрического поля и электрофизическими свойствами биообъекта, ограничиваясь превышением эндогенной температуры в биообъекте.

Поддержание рекомендуемой концентрации отрицательных ионов 1,3 • 104 ион/см3 при производстве продукции птицеводства осуществляется согласованием тока коронного разряда, зависящего от приложенного напряжения на электроды, их конфигурации и системы расположения относительно биообъекта. Согласование всех режимно-конструктивных параметров и выдерживание рекомендуемых доз каждого физического фактора при комплексном воздействии необходимо проводить с помощью разработанного программного обеспечения.

4. При разработке радиоволновых источников УФ излучения важно базироваться на известных принципах технологии воздействия: от изучения диэлектрического спектра биообъекта до выбора источников УФ излучения и сенсибилизирующей энергии и на этой основе до разработки установки с ее кинетическим расчетом. Причем, методом оптимизации конфигурации и системы расположения электродов конденсатора колебательного контура генератора, а также режимов воздействия ЭМИ достигается рациональный технологический эффект, учитывая при этом физические законы и физико-биологические соотношения, которым подчиняются технологические процессы и, в частности, процессы обеззараживания и пастеризации яиц и яйцепродуктов, воздействия на живой объект. Результаты воздействия ЭМИ на биообъект являются необратимыми, поэтому расчет кинематики процесса представляет значительные трудности. В связи с этим оптимизацию частоты и напряженности электрического поля, продолжительности воздействия, конструктивных размеров рабочего органа проводили через результаты технологических эффектов, т.е. основными критериями оценки являлись значения ОМЧ и хозяйственно-полезные показатели биообъекта.

5. Разработаны методологические основы проектирования и технологические схемы радиоволновых УФ излучателей для соответствующих операций. Получены математические модели и соотношения, позволяющие:

- обосновать конструктивные параметры устройств, обеспечивающих частные энерготехнологические процессы воздействия на биообъект;

- оптимизировать режимы комплексного действия физических факторов на биообъект.

Определены принципы рационального использования энергии ЭМИ в технологических процессах производства и переработки продукции птицеводства.

6. Проектное размещение элементов диэлектрических установок предусматривает многомодульность для использования в различных технологических процессах производства и переработки продукции птицеводства. Рекомендуется в соответствии со структурной схемой выбирать стандартный генератор НТЧ или ВЧ определенной мощности и к нему проектировать отдельные функциональные модули.

Целесообразно использование генератора килогерцового диапазона для процессов, требующих малых эндогенных тепловых эффектов, при этом главными элементами функционального модуля являются электрогазоразрядная лампа высокого или низкого давления и резонатор.

Генераторы высокой частоты (больше 106 Гц), рабочий конденсатор которых представляет неферромагнитные электроды и фидер, следует использовать в технологических процессах переработки продукции птицеводства, требующих значительных энергетических затрат на эндогенный нагрев.

7. Оптимизация режимно-конструктивных параметров радиоволновых устройств сводится к согласованию методик расчета:

- основной воздействующей энергии (УФ излучение) и сенсибилизирующих физических факторов таких как: коронный разряд и радиоволны;

- рабочих органов исполнительного механизма:

- механизированного УФ облучателя биообъекта на фоне радиоволн и коронного разряда при производстве (в технологическом процессе инкубации, в процессе роста и развития) и переработке (согласование времени воздействия отдельных физических факторов);

- электрокоронирующего устройства с целью коррекции вывода молодняка птицы (согласование времени воздействия энергии ЭМИ, частоты вращения и диаметра поворотной платформы с производительностью);

- электромеханизированного устройства для разделения молодняка птицы по полу (согласование частоты вращения и диаметра поворотной платформы, времени разделения молодняка, размеров арки, технической характеристики облучателя, обоснование склиза);

- устройства для прижизненной ощипки оперения птицы (согласование силы удерживаемости пера в коже с температурой экзо-, эндогенного нагрева);

- роторного ВЧ пастеризатора яиц (согласование удельной мощности, времени воздействия, частоты вращения ротора и транспортирующего барабана с производительностью; обоснование исключения разбивания яиц во время транспортирования);

- ВЧ пастеризатора меланжа (согласование времени наполнения и истечения меланжа из рабочей камеры, времени воздействия с производительностью).

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Михайлова, Ольга Валентиновна, 2004 год

1.1. Технические средства для воздействия электромагнитным излучением на биообъект при производстве молодняка птицы41.1. Использование электромагнитных излучений в технологии инкубации яиц

2. Анализируя имеющиеся технические средства, обеспечивающие в технологии производства продуктов птицеводства воздействие отдельных физических факторов, нами предложена операционно-технологическая схема инкубации яиц (рис. 4.1) 162.

3. Если использовать в период роста и развития молодняка птицы радиоволновые облучатели с лампой ДРТ, то роль сенсибилизирующих факторов незначительна.

4. Что касается обоснования конкретных значений частоты килогерцового и мегагерцового диапазонов, то они зависят не только от электрофизических свойств биообъекта и их релаксационных частот, но и разрешенных министерством связи определенных частот.

5. В соответствии с нормами радиопомех для установок, выполняющих технологические процессы, выделены следующие полосы частот: 22; 44; 66; 110; 440; 880 кГц и 1,76; 5,28; 13,56; 27,12; 40,68; 81,36 МГц 44.

6. Передача в цех выращивания

7. Аэрозольная прививка (витамины)

8. Облучение суточных цыплят КДО (УФ, ИК, ЭМП НТЧ)

9. Прививка против болезни Марека (длинноволновый инъектор)1. Курочки1. Петушки1. Реализация1. Сортировка по полу

10. Дезинфекция транспортного средства1. Транспортировка яиц1. Закладка в выводные шкафыт

11. Выемка лотков из выводных шкафов I1. Вывод цыплят

12. Переработка на мясокостную муку1. Выдержка 1 1. Дезинфекция лотков1 Укладка в лотки

13. Закладка в дезкамеру Дезинфекция яиц с помощью КДО1 Дезинфекция яиц

14. Дезинфекция инкубационных шкафов

15. Закладка в инкубационные шкафы -1-:. -1

16. Инкубация яиц ---1- Воздействие КДО («В») •

17. Просмотр на овоскопе Отходы инкубации

18. Перекладка в выводные лотки -1- Дезинфекция выводных шкафов

19. Воздействие электрокоронирующим устройством Предварительная подготовка микроклимата1. Отходы инкубации1. Скорлупа1. Измельчение в порошок1. Стерилизация КДО («С»)1. Упаковка порошка

20. Рис. 4.1. Операционно-технологическая схема инкубации яиц и сортировки молодняка птицы

21. Примечание. Выделенные технологические операции следует осуществлять с применением разработанных электротехнических средств на базе источников ЭМИ.

22. В технологии инкубации предлагается использовать комплексное воздействие энергии ЭМИ по циклам.41.2. Облучатели для дезинфекции яиц

23. Предлагаются радиоволновые УФ облучатели для:- коррекции перинатального развития;- обеспечения микроклимата суточному молодняку птицы;- профилактики в процессе роста и развития молодняка птицы.

24. Описание устройств и принцип их действия приведены ниже.1. Стационарные.

25. Другая лампа загорается от источника переменного тока через ПРА (рис. 4.2). При этом воздействующими факторами являются ультрафиолетовый бактерицидный поток, озон, а также ЭМП НТЧ (110 кГц), т.к. генератор

26. ИСКРА-1» является источников энергии НТЧ (рис. 4.3,2 13 4.4).* / ■ / (Гыь—--1 |Г7г-ггг<- ({<'('('((( ггггГЛШ1. И ч .А—

27. Рис. 4.3. Расположение основных элементов длинноволнового облучателя внутри отражателя: 1 отражатель;2 электрогазоразрядная лампа;3 сепарирующая сетка; 4 - резонатор; 5 - подэлектродник

28. За счет высокого напряжения поданного на бактерицидную лампу ДБ-15, между ней и сепарирующей сеткой возникает коронный разряд, способствующий озонированию воздуха.

29. Рис. 4.4. Реальное исполнение облучателей для дезинфекционной камеры, разработанных на базе: 1 ОБУ-ЗО; 2 - ВЛМ-12

30. Принцип работы лампы, подключенной через генератор

31. Устройство для двухстороннего обеззараживания яиц включает: два горизонтально расположенных транспортера 1, 3 и неподвижный склиз 2. Над и под склизом установлены электрокоронирующие длинноволновые облучатели

32. При проектировании электрокоронирующих устройств с использованием УФ излучения возникают вопросы, связанные с равномерным распределением бактерицидного потока по всей поверхности яйца.

33. УФ излучение, обладая малой проникающей способностью, практически полностью поглощается скорлупой яиц со стороны поверхности облучения.

34. Противоположная поверхность скорлупы яиц продолжает содержать достаточное количество патогенных микроорганизмов.

35. Рассмотрим методику приближенного расчета подобных установок 3.

36. Рис. 4.6. Подвесной механизированный передвижной длинноволновый облучатель: 1 длинноволновый облучатель; 2 - кабель; 3 - трос; 4 - регулятор высоты; 5 - резонатор; 6 - генератор НТЧ; 7 — электрогазоразрядная лампа; 8 — экран-отражатель

37. Рис. 4.7. Подвесной механизированный передвижной коротковолновый УФ облучатель: 1 — коротковолновый облучатель; 2 генератор ВЧ; 3 — трос; 4 - кабель; 5 - регулятор высоты; 6 - электрогазоразрядная лампа; 7 - экран-отражатель

38. Пользуясь этим выражением можно подсчитать дозу облучения яиц, получающуюся за один проход облучателя при заданной высоте его подвеса, скорости передвижения и облученности.

39. Если заданы необходимая доза эритемного потока и конструктивные параметры (табл. 4.1) можно определить скорость движения облучателя 158. 2 • К„ • h • Е. • sin а, м- "о "1. Д ч

40. Исходные данные для расчета4.2)

41. Дневная доза эритемного потока для суточных цыплят Д= 20.25мэр • ч/мг

42. Высота подвеса облучателя h = 1,5 м

43. Коэффициент отражения К0= 1,3

44. Лампа УФ излучения ДРТ-240

45. Облученность на высоте один метр Е. 1335 мэр/м1

46. Угол, характеризирующий место нахождения облучателя а, = 60°

47. Определяем облученность на заданной высоте1. Ел=4 = 1^5 = 592^. (4.1)к2 1,5 м2

48. Тогда необходимая скорость движения облучателя над биообъектом составляета 2-1,3-1,5-592-0,87 л«=-ж 50 —.40 ч

49. Итак, при проектировании облучателей необходимо соблюдать требования, учитывающие специфику обрабатываемого биообъекта и технологию обработки.41.3. Облучатели для коррекции перинатального развития молодняка птицы

50. Облучатель разработан на базе существующего генератора «АНТЧ-22-1» и шести электрогазоразрядных ламп ЛЭ-8 (рис. 4.7) 14, 20, 32, 38, 48, 214 и др..

51. В связи с тем, что функциональный модуль подключен к источнику энергии надтональной частоты, между лампами и яйцами в лотках возникает коронный разряд, позволяющий ионизировать воздух. Эти лампы работают в последовательном режиме до 30 мин.

52. Принцип работы облучателя (рис. 4.8 4.10).

53. Рис. 4.8. Длниноволиовыи облучатель для инкубационного шкафа: 1 генератор «АНТЧ-22-1»; 2 - кабель; 3 - подэлектродники; 4 - лампа ЛЭ-8: 5 - контактные сегменты; 6 - скользящий контакт: 7 - резонатор; 8 - корпус; 9 - кабель; 10 ■ ! 1РА

54. Рис. 4.9. Облучатель (реальное исполнение) содержит:корпус отражатель; эритемные о ; лампы ЛЭ-8; резонатор; генератор «АТИЧ-22-1»; ПРА; кабель; электродвигатель

55. Под действием ЭМИ в биообъекте происходят сложные процессы трансформации энергии этих факторов в биологические процессы, в результате поглощения которой образуются биологически активные вещества, возбуждающие рецепторы организма.

56. В связи с рефлекторной вегетососудистой реакцией на электрический разряд и ток, а также вследствие прямого действия ЭМП НТЧ расширяются капилляры и артериолы, повышается тонус вен, улучшается крово- и лимфообращение.

57. Второй вариант облучателя выполнен на базе «Солярия» (рис. 4.10).

58. Рис. 4.10. Длинноволновые облучатели для коррекции перинатального развития молодняка птицы:а) а реальное исполнение; б - схематическое изображение: I - зеркальный отражатель; 2 - электрогазоразрядная лампа; 3 - источник энергии надтональной частоты

59. Молодняк с пониженной биологической полноценностью имеет недостаточный «запас прочности» на длительное голодание после вывода.

60. Общий вид электрокоронирующего устройства : а) вид спереди; 6) вид све? Разрез короннрующего блока

61. Рис. 4.12. Второй вариант расположения элементов электрокоронирующего устройства транспортерного типа: 1 резонатор; 2 — электрогазоразрядная лампа; 3 - яйцо; 4 - лоток с яйцами; 5 - транспортер; 6 - генераторный блок

62. Рис. 4.13. Электрокоронирующее устройство поточной линии в виде круглого стола: 1 — стол для транспортирования лотка с яйцами; 2 — электропривод стола; 3 -лоток с яйцами; 4 — электрокоронирующий блок

63. Основными узлами электрокоронирующего устройства являются ленточный транспортер и электрокоронирующий блок (рис. 4.14).

64. Лоток с яйцами после извлечения из инкубационного шкафа помещают на приемный стол, расположенный впереди транспортера.

65. Коронный разряд, воздействуя на яйца, увеличивает количество и размеры пор в скорлупе, ионизирует молекулы воды, образуя кислород, который необходим цыплятам.

66. Последовательность операций, проводимых в сортировочном цехе, в том числе с использованием электротехнологии, представлена на рис. 4.15.

67. Предопределить пол в яйце до инкубации актуальная задача. Известен способ (АС № 1044250 А) определения пола цыплят, включающий измерение наибольшей основной частоты и продолжительности звука крика бедствия цыплят.

68. Существует устройство АС № 1503719 А1, Оно содержит микрофон в звукоизоляционной камере, соединенный через усилитель низкой частоты с входами цепи наибольшей основной частоты и продолжительности крика бедствия цыпленка (рис. 4.16).

69. Известные способы разделения молодняка птицы по полу путем визуального осмотра клоаки с последующей сортировкой имеют низкую производительность и травмируют молоднякрис. 4.17).

70. Рис. 4,17. Определение пола по бугоркам клоаки

71. Метод и техническое средство для электромеханизированного разделения молодняка птицы по полу. Существует способ (АС № 291692) разделения молодняка птицы по ориентации их в поле инфракрасного излучения.

72. Рис. 4.18. Определение пола суточного молодняка «чиктесте-ром»: а общий вид прибора; б - введение стеклянного наконечника в прямую кишку цыпленка1. Анализ показывает, что

73. Рис. 4.19, Функциональный модуль для разделения молодняка птицы полу: 1 экранирующая сетка; 2 - лампа ИКЗК 220-250; 3 - корпус отражателя; 4 - патрон лампы; 5 - резонатор; 6 - патрон облучателя; 7 - электрогазоразрядная лампа

74. Рис. 4.20. Реальное исполнение тех» нического средства для разделении молодняка птицы но полу

75. Между экранирующей сеткой и лампой происходит коронный разряд, величина тока которого и скважность подбирается экспериментально при разделении молодняка птиц по полу.

76. Женские особи в возрасте 12. 14 час устремляются к потоку инфракрасного излучения на фоне звука коронного разряда, а мужские остаются на месте.

77. Последовательность операций при сортировке цыплят по полу представлена на рис. 4.21.

78. Рис. 4.21. Операцнонно-технологическая схема разделении цыплнг по полу по ориентации на электромагнитное излучение

79. Внутри каждой арки установлены функциональные модули с регулируемой высотой подвеса.

80. Источник энергии надтональной частоты (генератор НТЧ), от которого запитана электрогазоразрядная лампа через резонатор, расположен в пульте управления (рис. 4.23). Резонаторы вмонтированы в функциональный модуль.

81. Рис. 4.23. Блок-схема энергопередачи

82. Причем, женские особи выпадают через окна под арками, а мужские — через окна на периферии платформы. Рассортированные в разные коробки цыплята отправляются на дальнейшие операции, предусмотренные технологической линией.

83. Для повышения температуры в арке до 34 °С при комнатной температуре26 °С, необходимо обеспечить облученность ИК лучами равную 200 Вт/м2, лампой ИКЗК 220-250.41.6. Облучатель для обеспечения локального микроклимата суточным цыплятам

84. Рис. 4.24. Длинноволновый облучатель разработанный на базе «Луч»: . генератор «АНТЧ-22-1»; 2 - резонатор; 3 - корпус отражателя; 4 - лампа ЛЭ-15; 5 - лампа ДБ-15; 6-сепарирующая сетка; 7 - лампа ИКЗК 220-250

85. Такое размещение высоковольтного транс

86. Под действием высокого напряжения в баллоне лампы газ ионизируется и приобретает за счет тлеющего разряда свойства проводника (рис. 4.25).

87. Рис. 4.26. Механизированный передвижной облучатель: 1 — резонатор; 2 кабель; 3 - трос; 4 — регулятор высоты; 5 - электрогазоразрядная лампа; 6 - генератор НТЧ; 7 — лампа ИКЗК 220-250; 8 - экран-отражатель

88. Если для облучения яиц и цыплят используется механизированная установка (рис. 4.26), то длинноволновый облучатель в соответствующих арматурах подвешивается. Установка передвигается с равномерной скоростью и поочередно облучает биообъект.

89. Рис. 4.27. Технология инъектирова-ния ЦЫПЛЯТ

90. Сверху на рабочей крышке расположена фиксирующая плата с микропереключателем. Откидывающиеся рабочая крышка и передняя стенка крепятся на петлях и обеспечивают свободный доступ к соленоиду и шприцу.

91. Внутри корпуса функционального блока размещен соленоид и шприц, который крепится на штоке соленоида и свободно перемещается в зажиме. На внешней стороне лицевой панели электронного блока расположены тумблер — сеть, сигнальная лампочка, счетчик.

92. Техническая характеристика

93. Питание инъектора от сети однофазного переменного тока напряжением, В 220

94. Мощность, потребляемая инъектором, не более, ВА 2001. Частота ЭМП, кГц 22

95. Напряжение на электроде, кВ 11,5

96. Другие технологические операции. Основные технологические процессы, проводимые в сортировочном цехе, представлены в табл. 4.3.

97. Последовательность технологических процессов в сортировочном цехе

98. Ощипка недозрелого пера вызывает беспокойство у гусей, к тому же недозрелые перья не представляют ценности. Они хрупкие, пуховая часть опахала не развита, а кровь, находящаяся в очине, будет способствовать появлению неприятного запаха.

99. Анализ технических средств для прижизненной ощипки гусей, Ощипку живой птицы, как правило, проводят вручную, т.к. отсутствуют технические средства по снятию оперения с живых гусей. Разработка таких механизмов очень актуальная задача.

100. Для удаления оперения с тушек птицы созданы разные машины, использующие вальцовые, пластинчатые, гребенчатые, пальцевые и бильные рабочие органы. Разнообразие машин вызвано различием в силах удержания оперения у птицы 57.

101. Современная технология предусматривает предварительную тепловую обработку тушек. Что касается снятия оперения с живых гусей, разработанные перосъемные машины почти отсутствуют.

102. Прибор обладает широким спектром излучения, основную часть которого составляют ИК, видимые и УФ лучи области А и В на фоне электромагнитного поля надтональной частоты.

103. Электро-, свето-, вибромассирующий эпилятор предназначен для вибрационного воздействия с одновременным или предварительным прогревом массируемого участка за счет эндогенной и лучистой энергии.

104. Рабочей поверхностью эпилятора является катафот красного цвета, на котором установлены вальцы.

105. Рабочая головка имеет две поверхности:- для тепловых процедур с вибровоздействием и без него;- для вибромассажа.

106. В основу разрабатываемого электро-, свето-, вибромассирующего эпилятора (рис. 4.29, 4.30) заложен принцип действия медицинского прибора «Ко-ралл-2000» с инфракрасным излучением.

107. Генерация свободных форм веществ (ионов, витаминов, гормонов и др.) приводит к стимуляции физиологических процессов, способствуя противовоспалительному эффекту, улучшению деятельности органов.

108. Нами поставлена следующая задача обосновать технологические режимы получения качественного перо-пухового сырья методом прижизненной ощипки птицы с помощью электро-, свето-, вибромассирующего эпилятора.

109. Удаление пуха происходит под действием сил трения, возникающего между рабочим органом машины и объектом. Для удаления пуха с птицы можно применять способы одностороннего и двухстороннего контакта (рис. 4.32).1. Я:

110. Рис. 4.32, Схема процесса удаления оперения: 1.2.валики; 3-удаляемый объект 57.

111. Нами предлагается ослабить силы удерживаемости оперения за счет эндогенного тепла в процессе воздействия электромагнитным полем надтональ-ной частоты.

112. Экспериментально получено, что сила удерживаемости махового пера составляет 1.10 Н/шт, пера остальных видов 0,5. 1 Н/шт.

113. Возможность резкого повышения температуры поверхностного слоя кожи позволяет уменьшить удерживаемость основного оперения без нанесения травмы.

114. Режим тепловой обработки зависит от вида птицы и состояния оперения. Водоплавающая птица имеет трехслойное оперение. Нижний слой составляет пух, поэтому продолжительность обработки необходима несколько большая, чем другой птицы.

115. Путь изъятия /м больше глубины залегания объекта / из-за деформациикожи:1и=К-1,м, (4.5)где: К= 2.5 коэффициент, учитывающий деформацию кожи. 1и =5 -4,84 -10"3 =0,024 л*.

116. Удаление объекта возможно при соотношении сил

117. Гз-1 + Г3-2 > Руд + Рин ИЛИ Я-р > Ко (Руд + Ри,) • 71 4, (4.6)где: Ко- коэффициент запаса; Ко = 1,2.1,3;2 число удаляемых объектов, приходящихся на 1 м длины валика;1в— длина валика, м.

118. Отсюда сила прижатия валиков 57.11 = ^-(Руд+ртуг.1в, н. (4.7)№

119. При движении пуха появляется сила трения его поверхности биообъектаргЯ, Н, (4.9)где ¡Л1~ соответствующий коэффициент трения скольжения.

120. Условие, при котором возможно удаление пуха, запишется в виде 57.

121. Рг-х^<Р<Руь+Ри») + Рг-2> (4.10)где <р= 1,1.1,3 коэффициент, учитывающий дополнительные силы трения на участке перегиба пуха.

122. Тогда минимально необходимая сила прижатия определяется как 57.я = (р-(рх-—-, (4.11)где: Рш — сила инерции, Н/шт.;

123. Руд сила удержания, Н/шт.;1,2. 1,3 — коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления, связанные с деформацией поверхности тела птицы.

124. Из формулы следует, что удаление возможно, если р> р.

125. Удаление пуха происходит при перемещении ротодиска путем захвата пуха вращающимися вальцами. Режим воздействия ЭМП зависит от вида птицы и состояния оперения.

126. Техническая характеристика эпилятора и рекомендуемые сроки прижизненной ощипки приведены ниже.

127. Техническая характеристика эпилятора

128. Частота электромагнитных колебаний, кГц 22 или 110

129. Эффективная интенсивность УФ излучения, Вт/см'г 0,05.0,5

130. Рабочая площадь эпилятора, смг 64

131. Потребляемая мощность, Вт 150.250

132. Рекомендуемые циклы воздействия комплексным электромагнитным излучением на биообъект, недели 22 или 34

133. Установки для технологических процессов переработки яиц 4.2.1. Высокочастотные пастеризаторы яйца

134. Конфигурация электродов должно обеспечить скорость эндогенного нагрева подскорлупной оболочки превышающую в несколько раз, скорость нагрева других компонентов яйца.

135. Устройство состоит из ВЧ генератора 1, функционального модуля, подающего 2 и приемного 3 лотков. В свою очередь функциональный модульпредставлен в виде рабочего колеса 4 и диска 5 внутри рабочего конденсатора с плоско-параллельными электродами.

136. Техническая характеристика ВЧ пастеризатора яиц1. Анодное напряжение, кВ 2

137. Рабочая частота, МГц 40,68

138. Колебательная мощность, кВт 0,63

139. Площадь высоко потенциального электрода, см2 225

140. Межэлектродное расстояние, м 0,02. 0,08

141. Производительность установки, шт./ч 200. 500

142. Роторный высокочастотный пастеризатор яиц. Нами предлагается использовать ВЧ генератор для пастеризации яиц (рис. 4.34).

143. Устройство состоит из ВЧ генератора, роторного функционального модуля и подающего барабана.

144. Продолжительность воздействия в зависимости от напряженности электрического поля регулируется частотой вращения ротора и барабана.

145. Барабан и звездочка 5 вращаются с разной скоростью. Внутри корпуса функционального модуля имеется ячеистый ротор 2. Он вращается между высокопотенциальными электродами 1. Электроды выполнены в виде кольца.

146. Рис. 4.36. Высокочастотный пастеризатор яиц: 1 .- корпус; 2 ротор; 3 - транспортирующий барабан; 4 - вал; 5 - звездочка-толкатель; 6 - корпус; 7 - разделитель; 8 - станина; 9, 10 - болты; 11 - электродвигатель; 12 - корпус1. Рис. 4.37. Ротор

147. Рис. 4.39. Транспортирующий барабан

148. Расчет удельной мощности по физическим параметрам биообъектам

149. АТ/Лг скорость нагрева, °С/с; — = ^ = 0,66—; (4.13)г} термический КПД; у = 0,7.1100.3.^.^ = 2750^. (4 14)60 0,8 мъ К >

150. Мощность генерируемая в одном яйце:

151. Ря = руд . уя = 2750-1,13 • Ю-4 = 0,31 кВщ (4.15)где Уя объем яйца, м3; Уя = 1,13 • 10"4 м3.

152. Если принять толщину тонкого наружного слоя примыкающего к под-скорлупной оболочке после стабилизации равной 3 мм, мощность генерируемая в ней составляет 10 % от мощности генерируемой в яйце:1. Р 310

153. Расчет удельной мощности по электрическим параметрам яйца

154. Удельная мощность 41, 44, 89, 95 и др.:

155. Ря = 0,55 • 10"10 • • & • Е2 • /, ^, (4.17)мгде:/- частота электромагнитного поля, Гц\/= 40,68 • 106 Гц;еп0 — относительная диэлектрическая проницаемость наружного слоя;п.о = 6. 8;tgд — тангенс угла диэлектрических потерь; = 0,2. .0,4;

156. Ем — напряженность электрического поля в яйце, В/м; Ем = (13. .30) кВ/м.

157. Руд = 0,55 • 10"10 • 8 • 0,3 • (20 • 103 )2 • 40,68 • 106 = 2150м

158. Мощность генератора, необходимая для нагрева одного яйца:

159. Ря = руд. уя = 2150 • 1,13 • 10-4 = 0,243 кВт. (4.18)

160. Мощность генератора, необходимая для стабилизации наружного слоя:4.19)

161. Р 243 Рпс = —^ — -— = 24,3 Вт. пс 10 10

162. Согласование расчетной мощности с емкостью проектируемого конденсатора

163. R — радиус сечения кольца, м;Я = 0,005 м; d — межэлектродное расстояние, м.d = lsi+k3 = 0,06 + 0,02 = 0,08 м, (4.21)где: 1Я длина яйца, м; 1Я = 0,06 м; к3 — коэффициент запаса; к3 = 0,02.с = 2.ЗЛ4-8,85-10=01 =10W1.0,08 0,080,005 V 0,005

164. Общие потери мощности в биообъекте, найдем через емкость конденсатора:

165. Ря =2-Я'/-С-иг-г%8,Вт, где и напряжение на электродах, В; и = 1,5 кВ. Ря = 2• 3,14 • 40,68 • 106 • 10,69 • Ю-12 • (1,5 • 103)2 • 0,3 = 1,84 кВт. 3. Потери мощности в наружном слое составляют; 18404.22)р=р>10 10184 Вт.4.23)

166. Согласование времени воздействия

167. Рп.ск мощность генерируемая в наружном слое, определенная через емкость конденсатора.

168. Тогда время воздействия составляет:1. Дг 60г=т=т=10с- <4-25>

169. Скорость нагрева: А Т 40 °С1. Т=й = 4Т' <4-26>

170. Для увеличения толщины тонкого наружного слоя, процесс воздействия осуществляется последовательно в трех кольцевых конденсаторах.

171. Общее время воздействия в трех отсеках составляет 30 с.

172. Если параллельно подсоединить три конденсатора (К) с кольцевыми электродами, расположенными в параллельных плоскостях, то общая генерируемая мощность составляет:р = К'рп,к =3-300« 0,9кВт. (4.27)

173. Согласование параметров ротора

174. Производительность транспортирующего ротора:1 шт. ф ^ шт. ^~ Юс ~ '2. V Яр-а),—. (4.28)С1 610"2 А ППЛ М

175. Ъ.У = = —— = 0,006 —. (4.29)г 10 соб л-п 3,14-14. к = 1-; со =мин. 30 300,1 с .4.30)

176. Радиус ротора: К V 0,006р~ со ~ 0,10,0 6 м.

177. Длина окружности ротора: Ь = 2 • п • Яр = 2 • 3,14 • 0,06 = 0,3 8 м.

178. Линейная скорость ротора: Ь 0,38 м1. V = — =-= 0,006 —.г 60 с

179. Найдем линейную скорость ротора через средний радиус яйца:я- • (Д, + к,) ^ 3,14 • (0,025 + 0,005) ^ ' м У т 10 ' с'где к3 промежуток между яйцами; к3 ~ 0,5 см. со ~ 14.31)4.32)4.33)4.34)

180. К6ар= — = -^ = 0,1л* = 10сл*.4.35)

181. Техническая характеристика установки

182. Напряжение на электродах, кВ 1,5 Количество конденсаторов с кольцевыми электродами, шт. 3

183. Колебательная мощность генератора, кВт 1 Размеры кольцевого электрода:

184. Потребляемая мощность генератора, кВА 1,5 диаметр, м 0,045

185. Частота электромагнитного поля, МГц 40,68 радиус сечения кольца, м 0,005

186. Напряженность электрического поля, кВ/м 20 Мощность электропривода ротора, Вт 150.200

187. Время воздействия, с 30 Радиус ротора, м 0,142.2. Диэлектрический пастеризатор меланжа

188. Содержимое свежих куриных яиц обычно не содержат микроорганизмов. Но в процессе переработки, сразу после разбивания яиц, бактериальная обсеме-ненность его быстро увеличивается, особенно если не выдерживаются оптимальные условия переработки.

189. Диэлектрический пастеризатор яичной массы. Чтобы меланж и яичный порошок не содержали сальмонелла, бактерии группы кишечной палочки илидругие патогенные микроорганизмы, яичную массу после извлечения из скорлупы необходимо пастеризовать.

190. Яичную массу пастеризуют на автоматизированных пластинчатых пастери-зационно-охладительных установках А1-ФП2-В или А1-ФПВ 21,36, 37, 66 и др..

191. Нами предлагается высокочастотный (ВЧ) пастеризатор яичной массы 135. Он состоит из корпуса с загрузочной емкостью и рабочим конденсатором. В нижней части наклонного накопителя установлен дозатор, через который выходит обработанная яичная масса.м*