В распоряжении университетского Центра нанотехнологий и материалов поступил новый агрегат, созданный питерскими конструкторами по разработкам ученых УлГУ. В вузе его уже успели окрестить «чудо-печкой».

Микроволновой вакуумный комплекс «Муссон-2М» создан по специальному заказу специалистов Центра НТиМ УлГУ петербуржской компанией «Ингредиент». Главная его особенность – совмещенное воздействие микроволнового (СВЧ) поля и низких давлений (вакуума). Специалистами центра нано-технологий уже на месте привнесено в чудо–печку множество самых разнообразных новшеств, позволивших в том числе существенно увеличить мощность комплекса, доведя ее до 20 кВт. В настоящее время в России нет установок сопоставимой производительности, в которых СВЧ воздействие было бы совмещено с воздействием вакуума. Две работающие в автономном режиме рабочие камеры комплекса легко смогут переработать более 250 килограммов биомассы в час.

– Важнейшей особенностью данной установки является возможность создания в рабочей камере большого размера (более 100 литров) области низкого давления менее 50 миллиметров ртутного столба, – говорит директор Центра нанотехнологий и материалов Игорь Золотовский. – В этих условиях температура кипения воды составляет не более 40оС. Данное обстоятельство открывает возможности «щадящей» низкотемпературной сушки разнообразных биологических объектов, в том числе практически любых продуктов питания. Указанная особенность открывает широкие возможности для практического применения вакууммикроволновой технологии. Если мы ведем речь, например, об обработке семян в таких условиях, то видим, что в микроволновом поле происходит сушка, выкипание влаги при температуре меньше сорока градусов. Получаем режим, при котором зерно находится в комфортном состоянии в отличие от других, основанных на применении высоких температур. Приобретение чудо-печки позволило специалистам университетского Центра нанотехнологий и материалов взять в разработку несколько направлений. Большие планы ученые связывают с применением новых технологий на благо сельского хозяйства. Первое направление – сушка элитных семян перед закладкой на хранение. При этом обеспечивается очень качественное высушивание и хранение в законсервированном виде, при котором не страшны ни грибок, ни плесень. Второе – сушка различных трав и семян на предмет получения экстрактов. Сегодня очень востребовано получение разного рода препаратов с использованием экстракта полыни. Она применяется в фармакологии и для создания экологически чистого, очень эффективного гербицида, позволяющего защищать вещества от вредителей. Совместно с НИИ сельского хозяйства начнутся разработки по стерилизации семян гороха и избавления их от брохуса. В последнее время в области посевные площади, занятые культурой, резко сократились именно из-за этого жука-вредителя. В течение полутора-двух лет ученые планируют полностью очистить семенной фонд гороха от брохуса.

Печь делает возможной экологически чистую энергосберегающую систему консервации продуктов без консервантов. Происходит обработка СВЧ-полем, высушивание продукта до того состояния, когда сами сахара, которые имеются в любой органике, начинают играть роль консервантов. Быстрое удаление влаги способствует тому, что продукт высушивается, но все витамины в нем сохраняются в первозданном виде, химия продукта не меняется.

Печь – некий промышленный образец. Когда в мае в УлГУ поступит еще одна установка, она будет использоваться для фундаментальных исследований. А другая – для обкатки технологических процессов, чтобы определить, какие направления могут быть коммерчески рентабельными. Тогда может появиться целая серия таких машин, и это уже будет форма инновационного бизнеса.

Другие перспективные направления – обработка пластмасс, сушка древесины, предпосевная обработка семян и их стимуляция с целью увеличения урожайности.

– Спектр вариантов применения СВЧ-энергии в области обработки пластмасс исключительно широк, – говорит Золотовский. – Это высушивание гранул полимеров перед их дальнейшей термообработкой; ускорение полимеризации клеящих видов полимерных смол; размягчение материала до расплава с последующей отливкой в формы; вспенивание пластических масс; равномерный нагрев пластических масс перед прессованием и т.д.

В настоящее время специалистами лаборатории МВТ рассматриваются возможности применения СВЧ-технологий для обработки пластиков, поиска новых вариантов режимов нагрева полимерных материалов, получения материалов с новыми свойствами, недостижимыми при применении традиционных технологий. Представляется, что микроволновые технологии могут быть исключительно эффективны при формовке элементов внутренней отделки салонов и дверей грузовых и легковых автомобилей, а также разнообразных изделий из пенополистирола. Особый интерес представляет использование СВЧ-энергии для получения качественно новых материалов. Интересно рассмотреть способ получения нового материала на основе высушиваемой древесины: интенсивно нагреваемая в СВЧ-поле влажная древесина подвергается сильному внутреннему давлению водяных паров, которые пробивают себе путь наружу не только в осевом направлении пиломатериала, но и в радиальном. Образованные таким способом поры в структуре древесины способствуют пропиткедерева различными составами, придающими полученному таким образом материалу заранее заданные свойства.

Кроме того, специалистами лаборатории МВТ ЦНТиМ предполагается разработка технологии микроволновой сушки диатомита, способной существенно улучшать абсорбционные свойства последнего.

Агрегат хорош тем, что он мобилен, весит менее 500 килограммов, его можно перевозить на любые расстояния. Все, что требует чудо-печь, – обычная электрическая сеть, канализация и водопровод. При этом «Муссон-2М» абсолютно безвреден. Плотность СВЧ-поля вблизи машины на порядок меньше, чем от бытовой печки.