Изучение способа предпосевной обработки семян с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Энерготехнологический факультет

Кафедра системоэнергетики

Лаборатория электротехнологии (0-01)

МИКРОВОЛНОВая  с в ч – ПЕЧЬ

Лабораторная работа

                                                                 Выполнил: студент гр. ЭТ-___

                                                                 __________________________

                                                                 Принял: преподаватель

                                                                 Колмаков Ю.В.

Красноярск 200__

Цель работы

Ознакомиться с одним из способов предпосевной обработки семян с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ).

Программа работы

1.  Ознакомиться с теоретическими  сведениями.

2.  Изучить и выполнить методику работы.

3.  Исследовать зависимость температуры от напряжённости поля, влажности  семян  и  времени нагрева.

4.  Составить и защитить отчёт.

Общие теоретические сведения

Инфекционные заболевания растений - одна из важнейших причин ухудшения посевных качеств семенного материала. Чтобы предотвратить попадание на овощные культуры вместе с семенами болезней и вредителей, проводят термическую обработку семян и обеззараживание ядохимикатами. Термическую обработку семян можно производить при помощи различных источников. Применение токов высокой и сверхвысокой частоты для этой цели позволяет сократить время нагрева семенного материала, весь технологический процесс и сделать производство поточным.

Сущность и эффективность этого способа заключается в создании защитной среды на поверхности семян, препятствующей вторичному попаданию и развитию грибных инфекций, а также в повышении посевных качеств семян.

Семена предварительно замачиваются водой. При смачивании семян споры грибов, обладая большой сосущей способностью, в 10 раз быстрее всасывают влагу, чем семена. Сухие споры набухают, имея при этом 80…90 % влажности. Семена за этот промежуток времени не успевают поглотить влагу и остаются сухими. При обработке семян в поле СВЧ вся энергия электромагнитного поля будет поглощаться спорами и поверхностными плёнками воды, вызывая интенсивность нагрева последних. В результате высоколокальной температуры поверхности плёнки воды и высокого давления за счёт внутреннего испарения влаги в спорах, происходит уничтожение вирусов бактерий. Температура семян при этом не повышается.

Обработка семян производится в бытовой установке «Электроника», «Титан» или др.

Технические данные СВЧ-печи "Электроника":

1.  мощность в рабочей камере 0,5 кВт;

2.  максимальное время непрерывной работы 25 мин;

3.  мощность потребления от сети 1,32 кВт;

4.  частота 300 МГц.

Внешний вид установки изображен на рис. 9.1.

Рис. 9.1 СВЧ-печь "Электроника":

1-дверь рабочей камеры; 2-ручка; 3-кнопка "нагрев"; 4-кнопка "свет";           5-реле времени; 6-сетевая вилка; 7-поддон.

Печь, имеет выполненную из нержавеющей стали камеру, внутри которой с помощью магнетронного генератора возбуждается поле сверхвысокой частоты. При открывании двери печь автоматически отключается.

Бытовая микроволновая печь - это «побочный, полезный продукт» развития радиолокационной техники. Её действие основано на бесконтактном нагреве пищевых продуктов путём преобразования энергии электромагнитного поля СВЧ в тепло.

Принципиальное отличие процесса нагревания продукта в микроволновой печи от традиционных способов (скажем, на газовой плите либо электрической плитке) заключается в том, что при микроволновом нагреве тепло выделяется в объёме продукта, а при традиционных способах оно подводится к его поверхности и дальнейшее его распространение в продукт осуществляется путём теплопроводности. Соответственно достигаемый темп объёмного нагрева продукта микроволнами оказывается значительно выше.

Основным элементом печи является генератор СВЧ-энергии, в качестве которого, как правило, используют широко применяемый в радиолокации прибор - магнетрон. Упрощенная схема питания магнетрона приведена на рис. 9.2. Основным, наиболее ответственным и дорогостоящим элементом источника питания,   является   специальный   анодно-накальный   трансформатор-стабилизатор TV. Номинальное эффективное напряжение на его высоковольтной обмотке III составляет обычно 2100…2300 В, номинальное напряжение накальной обмотки II – 3…3,2 В.

Рис. 9.2 Схема источника питания магнетрона.

Особенностью трансформатора является значительная индуктивность рассеяния (4…6 Гн) высоковольтной обмотки и специальная конструкция магнитопровода с магнитными шунтами, обеспечивающая при колебаниях сетевого напряжения на 10 % изменение высокого напряжения всего лишь на 1…2 %. Чтобы обеспечить бесшумность работы трансформатора, отдельные элементы магнитопровода свариваются.

Накопительный высоковольтный конденсатор С, ёмкостью от 0,8 до 1,2 мкФ (в зависимости от мощности печи), рассчитан на работу при напряжении до 10 кВ. Выпрямительный высоковольтный столб VD работает при напряжении около 5 кВ, но к нему предъявлены особые требования, поскольку магнетрон VL может давать искрения, приводящие к перенапряжениям. Главное из них - возникновение лавинного пробоя при обратном напряжении свыше 8 кВ, иначе при жёсткой характеристике столба перенапряжения