28/01/2020
0Этот метод, разработанный исследователями из штата Пенсильвания, использует диэлектрический нагрев и радиочастоту для обработки таких изделий, как деревянные поддоны.
УНИВЕРСИТЕТСКИЙ ПАРК, штат Пенсильвания. Технология, использующая диэлектрический нагрев и радиочастотную энергию для уничтожения вредных вредителей, скрывающихся в древесных продуктах, находится на пороге рынка после недавнего коммерческого испытания в кампусе Университета Пенн Стейт в Университетском парке.
Демонстрация 17 декабря, которую наблюдали специалисты в области регулирования и деревообрабатывающей промышленности из США и Канады, подтвердила эффективность и экономичность радиочастотной или РЧ технологии санации поддонов.
Обработка предлагает улучшенную технологию уничтожения древесных насекомых-вредителей по сравнению с обычными методами нагрева, отметил Марк Ганьон, ученый предпринимательского факультета сельскохозяйственных наук.
«Это нововведение санитарно-гигиенической обработки древесины может стать решающим в международной торговле», – сказал Ганьон, который с самого начала принимал участие в Программе по предпринимательству и инновациям, поощряя предпринимательство на факультете университета.
«Радиочастотная обработка более эффективна и использует меньше ресурсов, чем обычные сушильные печи и химические методы обработки, и это не только лучше для прибыли компании, но и для окружающей среды».
Разработанная учеными из Пенсильвании Джоном Яновьяком, профессором инженерии, обработки и производства изделий из древесины, и Келли Гувером, профессором энтомологии, заявленная на патент система обработки древесины нагревает древесину в уникальной конфигурации с использованием проникновения электромагнитных волн, аналогично тому, как в микроволновой печи.
Она нагревает древесину изнутри, вначале вызывая быстрое повышение температуры внутри, что делает его идеальным способом уничтожения вредных организмов, проникших внутрь, отметила Келли Гувер.
«Инвазивные вредители наносят в год ущерб на сумму около 120 миллиардов долларов нашим ценным лесам, экосистемам и сельскохозяйственным культурам, и они продолжают оставаться проблемой из-за роста мировой торговли», – сказала она, указывая на ясеневую изумрудную узкотелую златку и азиатского длинно рогатого жука в качестве примера. Оба вредителя попали в США на необработанных поддонах, поставленных из Китая в начале 2000-х годов; одна изумрудная узкотелая златка уничтожила десятки миллионов деревьев ясеня в 30 штатах.
По словам Яновяка, обеспечение того, чтобы древесина, используемая в международной торговле, не содержала вредителей, является не просто этической деловой практикой, но и юридическим требованием. Древесные упаковочные материалы, включая поддоны, ящики и стружку, должны быть очищены от коры, обработаны и проверены в соответствии с международными правилами. Соблюдение этих стандартов особенно важно для деревообрабатывающей промышленности США, поскольку 40 процентов ее круглого леса перерабатываются в деревянные транспортные поддоны.
В течение многих лет у производителей изделий из древесины было два варианта борьбы с разрушающими древесину насекомыми – традиционная термообработка или фумигация. РЧ технология готова предложить отрасли другой выбор, который, по словам ученых, более быстрый и более рациональный, чем использование обычных печей, и который может помочь снизить затраты на электроэнергию. Кроме того, стоимость обработки древесины с использованием радиочастотной технологии потенциально ниже, чем нынешние методы термообработки поддонов, установленная на уровне 5 центов для стандартного транспортировочного поддона размером 48 на 40 дюймов.
«Наши технологии обладают огромным экономическим потенциалом, который может обеспечить долгосрочную экономию для компаний», – сказала Каролина Симона, научный сотрудник проекта. «Хотя экономия денег важна, для меня реальная ценность заключается в том, что она экономит энергию, что означает сохранение наших природных ресурсов и сокращение выбросов углекислого газа».
Среди тех, кто принимал участие в недавнем испытании новой технологии обработки древесины, разработанной учеными штата Пенн, были Чак Дентельбек, президент и главный исполнительный директор Канадского совета по аккредитации стандартов на пиломатериалы; Рон Мак, специалист по обработке товаров, Служба инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США; Марк Хамелин, владелец RF Kiln Technology; Каролина Симона, докторант; Джон Яновяк, профессор машиностроения; Марк Ганьон, ученый предпринимательского факультета; Дэвид Кречманн, президент, и Пол Конуэй, специальный помощник Американского комитета по стандартизации пиломатериалов.
Изображение: Penn State
Радиочастотная технология также может заменить процесс фумигации древесины бромистым метилом – химическим веществом, которое постепенно выводится из употребления, – и помочь промышленности по производству изделий из древесины США сохранить экспортные рынки, отойдя от древесины, подвергнутой химической обработке.
«Существует реальная потребность в разработке подходящих альтернатив для замены бромистого метила, который является озоноразрушающим химическим веществом», – сказал Рон Мак, специалист по обработке товаров Службы инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США. «Диэлектрическая санация является одной из ведущих альтернатив для его замены».
Несмотря на то, что технология прошла многочисленные испытания и получила одобрение отраслевых советов, а также Международной конвенции ООН по защите растений – совета, который контролирует торговые стандарты деревянной упаковки – исследовательская группа нуждается в проверке третьей стороной и помощи в разработке эксплуатационных протоколов, чтобы сделать его инновации “готовыми для эксплуатации”.
Марк Хамелин, RF Kiln Technology, центр, регулирует потребляемую мощность для цикла диэлектрического нагрева. Его показывают с Джоном Яновяком, профессором проектирования, обработки и производства изделий из древесины, и Каролиной Симона, докторантом.
Иображение: Penn State
С этой целью ученые работают над двусторонним соглашением с американскими и канадскими комитетами по аккредитации стандартов на пиломатериалы, у обоих из которых были представители на месте для испытания в Лаборатории лесных ресурсов штата Пенсильвания.
«Это безопасная, стабильная и проверенная технология», – сказал Чак Дентелбек, президент и главный исполнительный директор Канадского совета по аккредитации стандартов на пиломатериалы. «Но внедрение любой новой технологии – это как марафон; Вы должны привести их [производителей поддонов] к стартовой линии и позволить им решить, имеет ли это для них смысл. Как только они узнают о преимуществах, я думаю, что многие с этим справятся».
Своим энтузиазмом делится сотрудник проекта Марк Хамелин из RF Kiln Technology, Мидленд, Онтарио, Канада, который посчитал коммерческое испытание успешным. «Это был довольно знаменательный день, когда эти агентства стали свидетелями того, насколько эффективно и действенно работает наша технология», – сказал он. «Предстоящие задачи, самая большая из них – убедить людей в отрасли, которые в течение 50 лет используют другую технологию, в том, что у нас лучшая мышеловка».
Проект получил государственные и федеральные ассигнования, в том числе непрерывное финансирование с 2003 года в рамках программы Министерства сельского хозяйства США по продовольствию и сельскому хозяйству в рамках программы отказа от бромистого метила. Он также получил финансовую поддержку от программы колледжа Research Applications for INnovation, которая обеспечивает финансирование для исследователей, которые готовы перейти к коммерциализации своих исследований.
Дополнительную информацию о радиочастотных технологиях и соавторах проектов можно найти в Интернете по адресу https://abe.psu.edu/research/bio-based-products/wood-packaging/about-research. Кроме того, Министерство сельского хозяйства США и промышленный партнер Марк Хамелин из RF Kiln Technology являются частью официального Соглашения о совместных исследованиях и разработках с Penn State для развития технологий RF.
PennState News
