ТЕОРЕТИЧНІ ТА ПРАКТИЧНІ АСПЕКТИ ЗАСТОСУВАННЯ ГЕНЕРАТОРІВ НВЧ ДЛЯ ЗНЕЗАРАЖЕННЯ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.3.11Ключові слова:
електромагнітні хвилі, мікрохвильова обробка, сільське господарство, стерилізація, патогени.Анотація
Дослідження присвячено оцінці ефективності використання мікрохвильового випромінювання для знезараження зернових культур від мікроорганізмів та шкідників. Актуальність цієї роботи зумовлена необхідністю розробки безпечних та ефективних альтернатив традиційним методам захисту зерна. У експерименті використовувалася мікрохвильовий генератор, що працює на частоті 2,45 ГГц. Результати дослідження показали, що 15-хвилинна обробка зерна мікрохвилями забезпечує знищення понад 90% спор грибів родів Aspergillus та Fusarium. Для боротьби з зерновою вошакою (Sitophilus granarius) було встановлено, що нагрівання до температури 55°C протягом 10 хвилин призводить до загибелі 89% шкідників. Порівняно з традиційними пестицидами, які забезпечують знищення шкідників лише на 40% за 30 хвилин, мікрохвильова обробка виявилася більш ефективною та безпечною. Економічний аналіз показав, що вартість мікрохвильової обробки зерна становить близько 50 грн/т, що майже вдвічі нижча за вартість традиційних методів дезінфекції. Крім того, мікрохвильовий метод є більш екологічним, оскільки не передбачає використання шкідливих хімічних речовин. Наголошено, що мікрохвильова технологія має значний потенціал для застосування в сільському господарстві. Завдяки здатності ефективно знищувати шкідників та збудників хвороб, мікрохвильові установки можуть бути використані для знезараження зерна після збору врожаю. Це дозволить зменшити втрати врожаю та підвищити якість продукції. Порівняно з попередніми розробками в галузі мікрохвильової обробки, запропонований метод характеризується більш високою ефективністю, нижчими операційними витратами (зниження на 30%) та екологічністю. У цій статті розглянуто обмеження традиційних методів стерилізації разом із їхніми перевагами, а також переваги застосування мікрохвильової технології для збереження екосистем та здоров’я користувачів. Окрім цього, наведено технічні характеристики, зокрема показники потужності та розміщення джерел випромінювання, які впливають на ефективність стерилізації за допомогою мікрохвильових джерел. Автори роблять висновок, що мікрохвильова технологія має перспективу застосування в сільському господарстві. Це означає, що такі генератори можуть бути використані аграріями для знезараження продукції після збирання врожаю, дозволяючи знизити популяцію шкідників до 90% за короткий період, що, відповідно, зменшує ризик зараження продукції. У порівнянні з попередніми методами мікрохвильової стерилізації, сучасний підхід дозволяє зменшити операційні витрати на 30%, підвищити якість кінцевого продукту та зберегти екологічну чистоту.
Посилання
Кунденко М. П., Мардзявко В. А., & Руденко А. Ю. Аналіз технології генерації НВЧ випромінення з визначенням адаптивного типу діодів для подальшого конструювання апаратів для знезараження. Інтегровані технології та енергозбереження. 2023. № 3. С. 24–37. DOI: https://doi.org/10.20998/2078-5364.2023.3.03
Кунденко М. П., Мардзявко В. А., Руденко А. Ю. Вирішення питання якості обробки зерна за рахунок електромагнітного впливу. Інноваційно-інвестиційний розвиток аграрної сфери – запорука продовольчої безпеки країни : матеріали міжнародної науково-практичної конференції, 26 травня 2022 р., м. Миколаїв / Міністерство освіти і науки України ; Миколаївський національний аграрний університет. Миколаїв : МНАУ, 2022. С. 12–14.
Фізико-математична модель електричних властивостей біологічних тканин насіння пшениці та їх зміна під впливом електромагнітного випромінення високочастотного діапазону / О.М. Петровський та ін. Системи управління, навігації та зв’язку. Збірник наукових праць. 2019. Т. 2, № 54. С. 139–143. DOI: https://doi.org/10.26906/ sunz.2019.2.139
Development of a Model of Cell Functioning to Measure the Interaction of Low-Energy EMF / M. Kundenko et al. 2022 XXXII International Scientific Symposium Metrology and Metrology Assurance (MMA), Sozopol, Bulgaria, 7–11 September 2022. 2022. URL: https://doi.org/10.1109/mma55579.2022.9993093 (date of access: 04.10.2024).
Сидорук Ю. К. Електромагнітні технології обробки зерна. COMING SOON. URL: https://kivra.kpi.ua/ wp-content/uploads/file/kivra_science_turovskyi.pdf (дата звернення: 04.10.2024).
Турянчик В. Чинники, що впливають на якість і безпечність зерна. УЗА. URL: https://uga.ua/meanings/ chinniki-shho-vplivayut-na-yakist-i-bezpechnist-zerna/ (дата звернення: 04.10.2024).
Effect of an ultra-high frequency electromagnetic field on the physical properties of spelt grain / N. Osokina et al. Scientific horizons. 2024. Vol. 27, no. 3. P. 64–72. URL: https://doi.org/10.48077/scihor3.2024.64 1. (date of access: 04.10.2024).
Потапов В. О., Жила В. І. Теоретичні та практичні аспекти застосування мікрохвильового й інфрачервоного випромінювання в харчових технологіях: монографія. Харків: ДБТУ, 2024. 136 с.
Ruiz-Canales A., García M. F.-V. Sustainable applications in agriculture. Sustainability. 2021. Vol. 13, no. 8. P. 4136. URL: https://doi.org/10.3390/su13084136 (date of access: 04.10.2024).
Application of microwave energy in agriculture / M. Tuhvatullin et al. Mathematical modelling of engineering problems. 2023. Vol. 10, no. 2. P. 412–418. URL: https://doi.org/10.18280/mmep.100204 (date of access: 04.10.2024).
Thermal and electromagnetic stator vent design optimisation for synchronous generators / K. Bersch et al. IEEE transactions on energy conversion. 2020. P. 1. URL: https://doi.org/10.1109/tec.2020.3004393 (date of access: 04.10.2024).
Thermal management of thermoelectric generators for waste energy recovery / P. Fernández-Yáñez et al. Applied thermal engineering. 2021. Vol. 196. P. 117291. URL: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.117291 (date of access: 04.10.2024).
Microwave generators, transmission, and interaction with different materials. Microwave chemistry. 2017. P. 31–52. URL: https://doi.org/10.1515/9783110479935-003 (date of access: 04.10.2024).
Стійкість робочих режимів автономних асинхронних генераторів із самозбудженням / Н. Красношапка та ін. Технічна електродинаміка. 2024. №(3). С. 47–53. URL: https://doi.org/10.15407/techned2024.03.047 (дата звернення: 04.10.2024).
Abdelaal A. A. A.,. B. M. E.-D. Effect of Noionizing Electromagnetic Waves on Some Stored Grain Pests. Journal of Entomology. 2014. Vol. 11, no. 2. P. 102–108. URL: https://doi.org/10.3923/je.2014.102.108 (date of access: 04.10.2024).
Гавриленко О. С., Хоміцька О. А., Загорулько О. В. Оцінка впливу мікробіологічних процесів під час зберігання зерна ярої пшениці. Вісник Полтавської державної аграрної академії. 2016. № 4. С. 31–35. URL: https:// doi.org/10.31210/visnyk2016.04.05 (дата звернення: 04.10.2024).