Теоретические исследования напряженности электрического поля в слоях семени клещевины
Журнал: Вестник аграрной науки Дона @don-agrarian-science
Рубрика: Электротехнологии, электрооборудование и энергоснабжение агропромышленного комплекса
Статья в выпуске: 4 (72), 2025 года.
Бесплатный доступ
Важной культурой среди всех масличных культур является клещевина, основным продуктом переработки которой является касторовое масло, используемое в химической, электротехнической, медицинской и авиационной промышленности. Технологические схемы переработки семян клещевины существуют в двух вариантах: с предварительным отделением лузги или без неё. Касторовое масло более высокого качества получается при переработке семян клещевины только с предварительным отделением лузги. Однако, чтобы отделить лузгу от ядра, необходимо предварительно провести операцию обрушивания и разделения её рушанки на ядро и лузгу. Эффективными методами в части обрушивания семян клещевины являются электрофизические способы воздействия за счет электромагнитного поля сверхвысоких частот. Повысить же эффективность процесса обработки семян можно путем применения специальной техники с обязательным учетом специфических свойств клещевины. Для определения требуемого качества обрушивания семян и необходимой мощности для выполнения такой операции необходимо установить изменение напряженности электрического поля в разных слоях семени клещевины под действием внешнего электрического поля, что и является целью данной статьи. В результате теоретического анализа получены математические выражения для расчета напряженности электрического поля в ядре, в воздушном промежутке между ядром и лузгой, в лузге, возле семени клещевины при частоте поля 2,4 ГГц с учетом диаметра и относительной диэлектрической проницаемости каждого сферического слоя. Установлено, что в сферических слоях величина напряженности электрического поля существенно превышает величину напряженности электрического поля в ядре семени клещевины. Это обстоятельство необходимо учитывать при разработке технологии нагрева семян в СВЧ-электрическом поле и обосновании мощности источника СВЧ-энергии.
Короткий адрес: https://sciup.org/140316447
IDS: 140316447 | УДК: 631.362: 633.853.55 | DOI: 10.55618/20756704_2025_19_64-76
Theoretical studies of the electric field intensity in castor seed layers
Castor oil is an important oilseed crop, the main product of which is castor oil, used in the chemical, electrical, medical, and aviation industries. There are two types of castor seed processing schemes: with or without preliminary hull separation. Higherquality castor oil is obtained by processing castor seeds with only preliminary hull separation. However, to separate the hull from the kernel, it is necessary to first hull and separate the hulled material into kernel and hull. Effective methods for hulling castor seeds include electrophysical methods using ultrahighfrequency electromagnetic fields. The efficiency of seed processing can be increased by using specialized equipment, taking into account the specific properties of the castor plant. To determine the required seed hulling quality and the power required to perform this operation, it is necessary to determine the change in electric field intensity in different castor seed layers under the influence of an external electric field, which is the purpose of this article. As a result of the theoretical analysis, mathematical expressions were obtained for the change in electric field intensity in different castor seed layers at a field frequency of 2.4 GHz. The theoretical analysis also yielded mathematical expressions for calculating the electric field intensity in the kernel, in the air gap between the kernel and the husk, in the husk, and near the castor seed at a field frequency of 2.4 GHz, taking into account the diameter and relative permittivity of each spherical layer. It was found that the electric field intensity in the spherical layers significantly exceeds the electric field intensity in the castor seed kernel. This circumstance must be taken into account when developing a technology for heating seeds in a microwave electric field and justifying the power of the microwave energy source.
