Дәнді дақылдар тұқымдарының беттік толқын өткізгіштің қасиеттері негізінде микротолқынды сәулелену арқылы кептіру тиімділігін арттыру

ИРН AP13268797 жобасы Қазақстан Республикасының Ғылым және жоғары білім министрлігі Ғылым комитеті қаржыландыратын «Жас Ғалым» жобасы бойынша жас ғалымдарды гранттық қаржыландыру аясында жүзеге асырылады.

Жоба жетекшісі (постдокторант): Риттер Е.С., PhD докторы (эл. пошта kritter315@gmail.com, h-индекс=1, Scopus Author ID: 57217089944, ORCID: 0000-0002-1201-1247). 

Ғылыми консультант: Савостин А.А., к.т.н., ассоцированный профессор (эл. пошта alexey.savostin@gmail.com, h-индекс = 2 (Scopus), Scopus Author ID: 57190305485, ORCID: 0000-0002-5057-2942).

Орындау мерзімі: 01.05.2022 - 31.12.2024 ж.

Ұзақтығы: 32 ай.

Қаржыландырудың жалпы көлемі: 18 990 434 теңге.

Жобаның мақсаты: Ашық беттік толқын өткізгіштігі және кептіру объектісіндегі энергия концентрациясын шоғырландыратын құрылғының көмегімен, дәнді дақылдардың тұқымдарын кептіру тиімділігін арттыру үшін микротолқынды энергиясымен сәулелендірудің жаңа әдістерін жасау; шағын көлемдегі астықты апаттық, аз шығынды кептіру үшін микротолқынды қондырғылардың жобалық нұсқаларын әзірлеу.

Күтілетін нәтижелер: Дәнді дақыл материалының аса жоғарғы жиілікті сәулелендіру моделіне талдау жүргізілетін болады. Дәнді дақылдардың түрлерін кептіру үшін оңтайлы жиілік диапазонын таңдау. Микротолқынды энергиямен астық материалын біркелкі сәулелендіру әдістері. Кептіру қондырғыларында астықтың жергілікті қызып кетуіне байланысты мәселені шешу. Пайдалы модельге патент алуға өтінім. Беттік толқын өткізгіш негізіндегі микротолқынды пеште дәнді кептіруге арналған қондырғы үлгісі.

Жоба сипаттамасы: Бұл жоба астық материалының бүкіл көлеміне микротолқынды диапазонның электромагниттік өрісінің біркелкі таралуына мүмкіндік беретін жаңа құралдар жинағын әзірлеу арқылы дәнді дақылдар тұқымдарын жоғары сапалы микротолқынды пеште кептіруді пайдалану мүмкіндігін ұсынады.

Қазіргі уақытта, түрлі дәнді дақылдар тұқымдарының ылғалдылығын төмендету үшін элеватор, тамақ өнеркәсібі мен ауыл шаруашылығында қолданылатын кептіру қондырғыларының белгілі кемшіліктерінің бір бөлігін жою, Қазақстанның АӨК-ін дамытудың бірқатар өзекті практикалық міндеттерін шешуге мүмкіндік береді. 

Атқарылған жұмыс:

Зерттеу жұмысының нәтижелері бойынша келесі міндеттер орындалды:

1. Фидерден гальваникалық оқшаулау үшін соңында ширек толқынды құлыптау шыныаяқы бар екі жарты толқынды вибратор негізіндегі көп кірісті қоздыру құрылғысы үшін дизайн әзірленді.

2. Төмен қуатты микротолқынды генераторларды пайдаланып, беттік толқынды қоздыру үшін бірқатар практикалық тәжірибелер жүргізілді.

3. Беттік толқын өткізгіш сымның айналасында радиалды вибраторларды орналастыру схемасы ұсынылған. Әрбір осындай вибраторға автономды микротолқынды генератор қосылған, ал қуат қосу тікелей сәулеленген объектінің корпусында жүзеге асырылады.

4. Беттік толқын өткізгіш өрісіндегі біртекті еместерді зерттеу жүргізілді, бұл олардың өткізгіштік сипатына қарамастан Т толқынын қайта сәулелену қабілетін көрсетті. Жалғыз айырмашылығы, өткізгіштердің қайта шығарылатын өрісі диэлектриктерге қарағанда қарқынды.

5. Жүргізілген зерттеулердің негізінде, конструктивті тұрғыдан алғанда, бойлық құрамдас бөлікті пайдалана отырып, беттік толқындарды қоздырудың неғұрлым тиімді жүйесі болып белгілі бір байланысы бар жалпақ диск түріндегі рефлектор болып табылатыны көрсетілген. беттік толқын сызығының сымына тікелей орналастырылған ширек толқынды құлыптау шыны арқылы сым. Айта кету керек, ширек толқынды шыныаяқ - бұл қоздыру құрылғысы микротолқынды генератордан қуат алатын металл құбырдың бір бөлігі.

6. Көп кірісті қоздыру құрылғысын жоғары қуаттарды тарату үшін жүктемелерді сіңіру конструкциясы ретінде пайдалануға мүмкіндік беретін жаңа схемалар мен конструкторлық шешімдер әзірленді. Бұл дизайн опциясы жылу түріндегі алынған қуатты бірнеше төменгі қуат жүктемелеріне бөлуге мүмкіндік береді.

7. E00 толқынының қозу әдістері талданған. Беттік толқындарды қоздыру үшін вибраторлық құрылғыны пайдалана отырып, бірқатар когерентсіз микротолқынды генераторлардан энергияны жинақтау нұсқасы ұсынылды. Қуатты қосудың ұсынылған әдісі салыстырмалы түрде төмен қуатты генераторлардың көмегімен алынған қуат мәндерін арттыруға мүмкіндік береді.

8. Эксперименттік зерттеулер нәтижесінде қозу жүйесінің жанына диск түріндегі жалпақ рефлекторды орнатқанда беттік толқындардың бір бағытты таралуына қол жеткізілетіні анықталды. Бұл жағдайда рефлекторға қоздыру элементтерін бекіту мүмкін болады.

Мақалалар тізімі:

1. Ritter E., Kismereshkin V., Cieslik J., Savostin A., Ritter D., Aytulina A., Kasimov I., Bekkozhina B. Uniform large sized lumber drying system using mw radiation and basing on a single wire E00 wave energy transmission line // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Vol. 4, No 8 (106), August 2020, PP. 295-300. DOI: 10.15587/1729-4061.2020.210752. https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85096636527&origin=resultslist (Процентиль Scopus – 56%);
2. Cieslik J., Kismereshkin V., Ritter E., Savostin A., Ritter D., Nabiyev N. Installation for concentrated uniform heating of objects by microwave radiation // International Journal of Electronics and Telecommunications. Vol. 66, No 2. May 2020. PP. 295-300. DOI: 10.24425/ijet.2020.131877. https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85086143992&origin=resultslist (Процентиль Scopus – 28%);
3. Риттер Е.С., Савостин А.А, Риттер Д.В. Система распределения сверхвысокочастотной энергии на облучаемые объекты // Вестник ПГУ. Энергетическая серия, Павлодар, 2019, №1 - С. 355-360 (https://vestnik.psu.kz/images/pdf/energetika/energetika_1_2019.pdf#page=178 );
4. Риттер Е.С., Кисмирешкин В.П., Кошеков К.Т., Риттер Д.В. Промышленный нагрев на основе однопроводной линии передачи СВЧ энергии // Вестник Алматинского университета нергетики и связи, Алматы-2018г №4(4) (43), С. 102-107 (https://vestnik.aues.kz/index.php/none/issue/view/50/52 );
5. Риттер Е.С., Кошеков К.Т., Риттер Д.В. Сверхвысокочастотная сушка древесины полем волновода на основе однопроводной линии передачи электромагнитной энергии // Вестник  Казахской академии транспорта и коммуникаций имени М. Тынышпаева №2. 2019. С. 268-274 (https://alt.edu.kz/wp-content/assets/docs/Наука/Вестник/2019/2019%20-%202(109).pdf );
6. Кисмирешкин В.П., Риттер Е.С., Зыкова Н.В., Риттер Д.В. Исследование эффективности системы резонансных вибраторов для равномерного распределения поля волны Е₀₀ // Вестник ПГУ. Энергетическая серия, Павлодар 2020, №2 - С. 272-277 (http://rmebrk.kz/journals/6143/71136.pdf ).
7. E. Ritter, A. Savostin, D. Ritter, G. Savostina, A. Smirnov, S. Moldakhmetov Application of a surface waveguide in microwave drying units of the agribusiness industry. International Journal of Agronomy, Published 12 March 2024, Volume 4, Article ID 3689527, https://doi.org/10.1155/2024/3689527
8. Риттер Е.С., Савостин А.А., Риттер Д.В., Савостина Г.В., Смирнов А.П., Микроволновая сушка зерновых культур на основе свойств поверхностного волновода. Вестник «Труды университета»  Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова, г. Караганда 2022 3(88), С. 385-389. 
9. Риттер Е. С., Савостин А. А., Риттер Д. В., Савостина Г. В., Фокусировка микроволнового излучения с помощью зеркальных рефлекторов, ВЕСТНИК Торайгыров университета, Энергетическая серия, ISSN 2710-3420, № 3 (2022), с.165-176 
10. Смирнов А.П., Риттер Е. С., Савостин А. А., Риттер Д.В., Молдахметов С.С., Численное моделирование потенциометрического измерителя уровня электропроводной среде и улучшение конструкции измерителя. ВЕСТНИК Торайгыров университета, Энергетическая серия, ISSN 2710-3420, № 4 (2023), С. 323-334.
11. Смирнов А.П., Риттер Д.В., Савостин А. А., Риттер Е. С., Разработка устройства для определения границы  перехода жидкостей с разными проводимостями. Вестник Академии Национальной гвардии Республики Казахстан, Петропавловск 2024, №51(1), С. 302-307.
12. Риттер Е. С., Савостин А. А., Риттер Д.В Молдахметов С.С., Петров П.А., Повышение равномерности распределения электромагнитного поля в микроволновых зерносушилках. Вестник Казахской академии транспорта и коммуникаций имени М. Тынышпаева №1. Алматы 2024. С. 395-403.
13. Смирнов А.П., Риттер Е. С., Савостин А. А., Молдахметов С.С., Моделирование потенциометрического датчика уровня и оценка погрешности. Вестник университета Шакарима технические науки. Семей, 2024, № 1 (13), С 28-38.
14. Смирнов А.П., Риттер Е. С., Риттер Д.В., Савостин А. А., Молдахметов С.С., Моделирование потенциометрического уровнемера в неоднородной жидкости и оценка погрешности. Вестник Казахской академии транспорта и коммуникаций имени М. Тынышпаева №1. Алматы 2024. С. 404-413.
15. «Дәнді дақылдардың тұқымдарын микротолқынды кептіру тәсілі» пайдалы моделіне 27.01.2023 жылғы №7771 Патент.