DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING MICROWAVE SEED TREATMENT ON A CONVEYOR BELT

The sowing qualities of seeds - such as germination, germination energy, weight of 1000 seeds, etc., are the factors ensuring high yields of agricultural crops. Technological methods of seed and grain treatment with the UHF MEMF (microwave electromagnetic field of ultrahigh frequency) energy involve the use of various types of microwave devices, differing both in operating principle and in design. In fact, the process of microwave treatment of seeds is similar to the process of heat treatment of dielectric materials. Therefore, depending on the goal of treatment, microwave devices should provide some kind of selectivity of microwave heating, a high conversion factor of microwave energy into thermal energy, uniformity of microwave treatment of the bulk of material, protection of the microwave generator and electromagnetic safety. During the microwave treatment of seeds, it is important to ensure uniform treatment of the bulk of seeds and automatically maintain optimal treatment modes (microwave heating modes). An installation design is proposed for microwave treatment of seeds. A specific feature of the proposed design is that seeds are processed on a moving belt under an emitter with the process control and regulation according to the speed and final heating temperature. Moreover, the microwave source intensity depends on the load (a layer of seeds on the conveyor belt). The authors also propose an algorithm for the microprocessor control of the device. Thus, the proposed design of the installation for treating seeds in a layer under the emitter on a moving conveyor belt, as well as the technological algorithm for matching the microwave source with the load ensure the compliance with the processing modes in strictly specified ranges of the final temperature and microwave heating rate of the material, as well as protect the microwave source from reflected electromagnetic waves.

1. Рудобашта С.П., Григорьев И.В. Импульсная инфракрасная сушка семян овощных культур, нетрадиционных и редких растений // Промышленная теплотехника. 2011. Т. 33. № 8. С. 85-90.

2. Вендин С.В. Экспериментальные исследования процессов СВЧ обработки семян: Монография. Москва-Белгород: ООО «ЦКБ «БИБКОМ», 2017. 116 c.

3. Vendin S.V, Saenko Y.V, Kitaeva O.V. et al. Results of experimental studies on using MWF electromagnetic field energy for presowing treatment of grain crops. International Journal of Advanced Science and Technology. 2020; 29 (3): 3747-3763.

4. Васильев А.А. Разработка исходных требований для усовершенствованной установки СВЧ-конвективной обработки зерна // Инновации в сельском хозяйстве. 2018. № 2 (27). С. 108-111.

5. Белов А.А., Коробков А.Н. Способ обеззараживания зерна в электромагнитном поле сверхвысокой частоты // Вестник НГИЭИ. 2015. № 2(45). С. 5-12.

6. Васильев А.Н., Будников Д.Н., Васильев А.А Компьютерная модель тепловлагообмена в зерновом слое при СВЧ-конвективном воздействии // Инженерный вестник Дона. 2017. № 3 (46). С. 47.

7. Васильев А.Н., Оспанов А.Б., Будников Д.А. и др. Тепловая обработка зерна под воздействием электромагнитных полей // Вестник Могилевского государственного университета продовольствия. 2017. № 1 (22). С. 99-102.

8. Васильев А.А. Анализ исследований процессов нагрева и теплообмена в блоках питания магнетронов СВЧ установок сельскохозяйственного назначения // Инновации в сельском хозяйстве. 2018. № 3 (28). С. 26-32.

9. Васильев А.А., Васильев А.Н., Будников Д.А. и др. Моделирование и результаты предпосевной СВЧ и конвективно-тепловой обработки семян // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020. Т. 67. № 4 (41). С. 35-43. DOI: 10.22314/2658-4859-2020-67-4-35-43

10. Белов А.А., Жданкин Г.В., Новикова Г.В. и др. Разработка и обоснование параметров установки с движущимися источниками сверхвысокочастотной энергии для термообработки сырья // Вестник НГИЭИ. 2017. № 7 (74). С. 44-54.

11. Рудобашта С.П., Карташов Э.М., Зуев Н.А. Тепломассоперенос при сушке в осциллирующем электромагнитном поле // Теоретические основы химической технологии. 2011. Т. 45. № 6. С. 641-647.

12. Рудобашта С.П., Зуева Г.А., Карташов Э.М. Тепломассоперенос при сушке сферической частицы в осциллирующем электромагнитном поле // Теоретические основы химической технологии. 2016. Т. 50. № 5. С. 539-550. DOI: 10.7868/S0040357116050109

13. Рудобашта С.П., Зуева Г.А, Карташов Э.М. Тепломассоперенос при сушке цилиндрического тела в осциллирующем электромагнитном поле // Инженерно-физический журнал. 2018. Т. 91. № 1. С. 241-251.

14. Рудобашта С.П., Карташов Э.М., Зуева Г.А. Тепломассоперенос при сушке пластины в непрерывно действующем электромагнитном поле высокой и сверхвысокой частоты // Теоретические основы химической технологии. 2021. Т. 55. № 2. С. 195-203. DOI: 10.31857/S0040357121020093

15. Вендин С.В. Теория и математические методы анализа тепловых процессов при СВЧ обработке семян: Монография. Москва; Белгород: ООО ЦКБ «БИБКОМ», 2016. 143 с.

16. Вендин С.В. Теория и математические методы анализа электродинамики процессов СВЧ обработки семян: Монография. Москва-Белгород: ООО «ЦКБ «БИБКОМ», 2015. 137 с.

17. Вендин С.В. Технологические приемы СВЧ-обработки семян в слое // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2016. № 2 (10). С. 3-11.