29.5. Использование ультрафиолетовых и инфракрасных излучений

Источник ультрафиолетового излучения — дуговые ртутные трубчатые лампы высокого давления (ДРТ). Их трубчатая колба (рис. 29.9) выполнена из тугоплавкового кварцевого стекла, кото­рое хорошо пропускает ультрафиолетовое излучение. В торцы колбы впаяны вольфрамовые активированные самонакаливающи­еся электроды. Колба заполнена аргоном и дозированным количе­ством ртути. Лампу крепят к арматуре металлическими держателя­ми, между которыми расположена лента из медной фольги, пред­назначенная для облегчения зажигания разряда внутри лампы.

После загорания лампа разогревается в течение 5...10 мин, давление в ней увеличивается, и по оси трубки образуется ярко светящийся шнур разряда температурой 6000...8000 К. При этом изменяются электрические и светотехнические характеристики лампы. Повторное зажигание лампы после ее погасания возмож­но лишь спустя 5... 10 мин, когда она достаточйо остынет. Наибо­лее распространены лампы ДРТ мощностью 230, 400 и 1000 Вт, у которых срок службы более 1500 ч.

Лампы типа ДРТ используют в передвижных облучательных установках для восполнения недостатка ультрафиолетового облу­чения у животных и птицы, установках для предпосевной обра­ботки семенного материала в полеводстве. К концу срока службы поток излучения ламп ДРТ уменьшается вдвое. При отклонении напряжения сети от номинального значения на 1 % эритемный поток ламп ДРТ изменяется на 4 %.

Кроме ламп высокого давления используют эритемные люми­несцентные лампы низкого давления: ЛЭ-30, ЛЭР-30, ЛЭР-40. Они подобны обычным люминесцентным лампам типов ЛБ или ЛД, но отличаются от них составом люминофора и имеют колбу из специального увиолевого стекла. Марка ЛЭР-40 означает: лампа эритемная рефлекторная (с отражающем слоем) мощнос­тью 40 Вт.

Излучение ламп типа ЛЭ оказывает антирахитное и эритем-ное воздействие на животных и человека, а также возбуждает свечение объектов, что используется при люминесцентном ана­лизе качества продукции.

В спектре эритемных ламп полностью отсутствует излучение области УФ-С, на излучение УФ-В приходится 37 %, на излуче­ние УФ-А —33%, а на долю видимого излучения — 30 % всей энергии излучения ламп.

Эритемные лампы типа ЛЭР (рефлекторные) предназначены для использования в помещениях с повышенной запыленностью. Под слоем люминофора они имеют отражающий слой, направ­ляющий поток излучения в сторону продольного выходного окна, составляющего треть поверхности лампы. К концу срока службы эритемных ламп поток излучения уменьшается до 60 % за счет уменьшения свечения люминофора и потери прозрачнос­ти колбы под действием ультрафиолетового излучения.

Для получения излучения области УФ-С, оказывающего губи­тельное действие на микроорганизмы, используют дуговые газо­разрядные (бактерицидные) лампы низкого давления типа ДБ.

Бактерицидные лампы ДБ отличаются от люминесцентных осветительных ламп такой же мощности отсутствием люминофо­ра и свойствами специального увиолевого стекла колбы, облада­ющего высоким коэффициентом пропускания для излучения об­ласти УФ-С.

Для облучения животных и птицы используют различные об­лучатели и установки, которые могут быть стационарными и пе­редвижными. Эритемный облучатель ЭО1-30М предназначен для ультрафиолетового облучения сельскохозяйственных животных, облучатель ртутно-кварцевый (ОРК-2) — для облучения неболь­ших групп животных, птицы и инкубационных яиц с целью про­филактического и лечебного воздействия.

Самоходная установка для облучения кур УОК-1 (рис. 29.10) предназначена для ультрафиолетового облучения кур и цыплят при многоярусном клеточном содержании. Два облучателя с лампами ДРТ-400 смонтированы на тележке, которая может перемещаться в проходах меж­ду клетками. Высоту установки облучателей можно регулиро­вать. Тележка приводится в движение электродвигателем мощностью 0,27 кВт через цеп­ной редуктор. Питание уста­ новки осуществляется через гибкий четырехжильный ка­бель, одна из жил которого ис­пользуется для заземления установки.

Рис. 29.10. Установка для облучения кур УОК-1:

1 — самоходное шасси; 2— привод; 3— облу­чатели с лампами ДРТ-400; -/—штанга; 5— панель пульта управления; 6—конечные выключатели

Для обеззараживания воздуха в животноводческих помещени­ях ультрафиолетовым излучением применяют установку ОБУ-2-30М. Этот облучатель имеет отражатель, покрытый специальной краской, и бактерицидную лампу ДБ-30. Облучатель подвешива­ют к потолку или укрепляют на стене помещения.

Ультрафиолетовое излучение также используют для обеззара­живания воды и животноводческих стоков, пастеризации моло­ка, стерилизации посуды и тары.

Обработка семенного материала ультрафиолетовым излучени­ем в оптимальных дозах положительно влияет на его качество (всхожесть, энергия прорастания) и в итоге на сроки созревания и урожайность. Так, при облучении семян сахарной свеклы уро­жайность возрастает на 7...9 %, при этом содержание сахара по­вышается на 15... 19%. Увеличиваются урожаи кормовой морко­ви, выращенной из семян, обработанных ультрафиолетовым из­лучением. Семенное зерно после облучения имеет на 3...5 % бо­лее высокую всхожесть и на 10...15% большую энергию прорастания. Облученные семена дают ранние и дружные всхо­ды, срок созревания урожая сокращается на два-три дня.

Для обработки семенного материала также применяют облу-чательную установку ОУЗ-2 (рис. 29.11). Зерно из бункера пере­мещается по вибрирующему лотку (транспортеру) в течение 55...60 с под девятью лампами ДРТ-1000. Лоток длиной 6 м и ши­риной 0,9 м приводится в действие электродвигателем мощностью 0,6 кВт. Под первой секцией лотка размещен вентилятор 4 с воздуховодом для улавливания легких примесей. Вентилятор приводится во вращение электродвигателем мощностью 0,25 кВт. Дуговые ртутные лампы размещены на высоте 0,65 м над транспортером в коробчатом кожухе-отражателе и включены через регулируемые активные балластные сопротивления. Мощ­ность установки 16 кВт, производительность 1... 1,5 т/ч.

Инфракрасное излучение используют во многих технологичес­ких процессах сельскохозяйственного производства для обогрева молодняка животных и птицы, сушки сельскохозяйственных про­дуктов и др. Источниками инфракрасных излучений могут быть любые тела, нагретые до высокой температуры. Хорошим источ­ником этих излучений является обычная лампа накаливания, ко­торая превращает в тепловые излучения до 65 % всей подводимой к ней энергии. Однако использовать лампы накаливания в каче­стве источников тепловых излучений неэкономично.

Промышленность выпускает лампы-термоизлучатели (зер­кально-сушильные лампы) ЗС-1 мощностью 250 и 500 Вт, ЗС-3 мощностью 550 Вт, а также инфракрасные лампы ИК3220-250 и ИК3220-500, кварцевые галогенные КГ220-100-1. Часть колбы этих ламп изнутри покрыта слоем алюминия или серебра и имеет зеркальный вид. Температура нити накала понижена по сравне­нию с обычными осветительными лампами аналогичной мощно­сти, в результате чего срок службы увеличивается до 2000... 10 000 ч вместо 1000 ч у осветительных ламп накаливания.

Для одновременного инфракрасного и ультрафиолетового об­лучения молодняка животных и птицы предназначены установки типов ИКУФ и «Луч», каждая из которых оснащена, как прави­ло, 40 облучателями и пультом управления. Каждый облучатель содержит две лампы ИК3220-250 и одну эритемную ЛЭ-15. Мощность установки 22 кВт.

При электрообогреве молодняка птицы лампы облучателя ус­танавливают по одной на штативе или по нескольку штук на крестовине. В брудере тремя-четырьмя лампами мощностью по 250 Вт можно обогревать 300...400 цыплят. В первые дни выра­щивания молодняка птицы инфракрасные облучатели подвеши­вают на высоте 40...80 см от пола, а затем их постепенно подни­мают (каждую неделю на 4... 10 см).

Температуру при обогреве измеряют у края зонта брудера на высоте 5 см от пола.

Для обогрева поросят в станках маток отгораживают часть площади (около 1 м²). Над отгороженной частью станка на высо­те 0,7... 1 м от пола подвешивают инфракрасный облучатель с лампой мощностью 250...300 Вт. Облучатель целесообразно включать за несколько часов до опороса. Новорожденных поро­сят отбирают и помещают под облучатель до конца опороса, а затем их подпускают к матке. Облучают поросят обычно 30...45 дней или до отъема их от матки.

В холодных помещениях в первую неделю поросят облучают непрерывно, а в помещениях с температурой, нормальной для маток, ежедневно по 18 ч. Примерно через каждые 3 ч облучатель отключают на 1 ч. В первые дни жизни поросят поддерживают температуру воздуха 27...30°С, а затем постепенно снижают до 18 °С (к концу шестой недели). С ростом поросят время обогрева постепенно сокращают.

При индивидуальном содержании телят обогревают облучате­лями мощностью 250 Вт, устанавливаемыми над каждой клеткой. При групповом содержании на каждые 2 м² обогреваемой площа­ди устанавливают один облучатель мощностью 500 Вт. Инфра­красный обогрев наиболее эффективен, если температура возду­ха в клетке на уровне спины теленка 12...14°С. Такой темпера­турный режим достигается, если лампы подвешены на высоте 140...160 см от пола, а температура воздуха в помещении 5...6 °С. Режим включения облучательной установки изменяют по мере роста телят. Установку включают в 5...6 ч утра и отключают в 10... 11 ч вечера.

При обогреве ягнят облучатели мощностью 500 Вт рекоменду­ется подвешивать на высоте 100... ПО см от пола из расчета один облучатель на четыре ягненка. Облучают их в, течение первых де­сяти дней жизни. Первые три дня облучают в течение 20 ч, а в последующие дни время обогрева сокращается до 10 ч в сутки. При этом через каждые 3 ч облучатели отключают на 1 ч.

Инфракрасное излучение также применяют для сушки зерна, так как оно значительно быстрее прогревает на определенную глубину зерно, чем при контактном или конвективном способе нагрева.

Дезинсекция инфракрасным излучением — эффективный ме­тод обеззараживания зерна различных культур (овес, пшеница, рожь, просо, кукуруза, горох).

Инфракрасное излучение оказывает селективное действие на семена, микрофлору и насекомых-вредителей, которые имеют различные спектры поглощения. Облучение почти полностью уничтожает вредную микрофлору на поверхности семян.

Сушка овощей и фруктов инфракрасным излучением позво­ляет получить сухие продукты со сниженными массой и объемом, почти полным сохранением питательных веществ, витами­нов, вкуса, цвета и аромата.

Инфракрасное излучение применяют для пастеризации моло­ка. При этом значительно сокращается время пастеризации, пос­ле чего молоко может храниться при температуре 5 "С в течение восьми—десяти суток.