Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   1 3 ,  No.   2 ,  Febr uar y   201 9 , pp.  7 52 ~ 7 58   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 2 .pp 7 52 - 7 58          752       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Dielectri c proper ties char acteriz ation of th e rice  an d rice  weevil  for mic row ave heati ng tr eatment       Ma li ki I brahi m 1 , Rosemiz i Abd R ah im 2 ,   Ju nit a M oh d   No r din 3 , Siti Z ulaika  Abdul  Ny z am 4 ,     No rz ak i ah   A mi ra Ama tkh ri 5   1 School  of  Manu fac tur ing  Eng ineeri ng,   Univer si ti   Malay s ia Perl is ,   M al a y s ia   2,3,4,5 School  of  C om pute r  and   Co m m unic at ion  En gine er ing, Univ e rsiti   Ma lay sia   Pe rli s,  Ma lay si a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   N ov  10 ,   2018   Re vised  Dec  11 , 2 018   Accepte d  Dec  25 , 201 8       Thi s  pape r  pre se nts  the   die lectr ic  prope rti es  cha r ac t eri z at ion  of  t he  ric e  an d   ric e  w ee vi l  for   m ic rowave   h e at ing  d isinfe sta t ion  treatment   a ppli c at ion .   Infe stations  of  i nsec ts  in  stor ed   gra in   have  be c om e  a  m aj or  th rea t   to  food   suppl y   glob al l y .   It  cont ribu te s  to   damage   to  the   s tore d  gra in  and  had  ca used   ec onom ic   losses.  Th e  cur r ent   m et hod  to   cont ro l   the   infe st at ion  which  is  b y   using  che m ical   fum iga ti on  co uld  give  har m   to  hum an  healt h  and  c ause   envi ronm ent a l  p oll uti on .   The   ab i li t y   of  m ic rowav e  ene rg y   to  kill  the   insects  using  die l ec tr ic  hea t ing  t ec hni que  has  a  h igh   pote nt ia l   as  a n  al t ern ativ e   m et hod  to  control  th e  inf estati on  of  th e  insect.   Know le dg e  o f  dielectri c   prope rties  of  the   insec ts  is  important   to  under s ta nd  the   intera ctions  of  the   insec t  wi th  e le c t rom agne ti c   field s.  Henc e ,   th is  pape r  pr ese nts  th e  evalua ti on   of  the   di el e ct r ic   consta nt ,   and  d i el e ct ri c  loss  fact or,   of  the  insect s  and  gra in  using  open -   end ed  coa xi al   prob e   m et hod.   The   di el e ct ri c  prope rt i es  o f  the   rice  wee vil,  S.  Or y z ae   and   rice  ar e   m ea sured  usin g  an  open - ended  die l ec tr ic  probe .   Found  th at   the   d ie l ectric   consta nt ,   loss  fa ct or  and  loss  ta n gent   for  both   sam ple s  are   inve rsel y   propo rtional  to  the   fre quency .   Know l edge   of  the  m oisture   cont en t   and  te m per a ture  of  the   inse ct s  a nd  ric e  is  ver y   i m porta nt  to   cha ra cteri z e  the  die lectr i c  prope rties  for  future   deve lopment  o f  m ic rowave   hea t ing  disinf est at ion   treatment   e ffe ctively .   Ke yw or d s :   B ubuk r ic e   D ie le ct ric pro pe rtie s   M ic ro wa ve he at ing   R ic e   W eevil     Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Rosem izi A bd  Ra him   School  of Com pu te r  a nd Com m un ic at ion  Enginee rin g,     Un i ver sit i  Ma la ysi a Perlis, M al ay sia .   Em a il : ro sem izi@unim ap. edu.m y       1.   INTROD U CTION   The  secu rity  o f  f ood  sec ur it y is  on e of the m a in ag en da  of ever y g over nm e nt ar ou nd  the  world . F oo d  and  A gr ic ulture   Orga nizat ion  (FAO )  def i ne d  the  te rm   "fo od  secu rity "  r efers   t o  "a  sit uation  in vo l vin g  al l  le vels,  w hich   al ways  obta in  s uffici ent  f ood  s upply,  s afe  an d  nu t riti ou s  foo d  to  m eet   the  need s  a nd   requirem ents  of   an  act ive  an d  healt hy  li fes ty le "[1 ] .  The  m ai n  issue  of   foo d  secu rity   globall y  as  well   as  at   national  le vel  is  the  los ses d ur ing  post  ha rv e s ti ng   sta ge .  T he   de pende nce on  the r ic e p r oduction  in  t he  c ountry  is  no t  en ough,  thu s  the  rice  al so   im po rts  fro m   the  neighbour i ng   c ountry  too.  To  a vo i d  a   sh ort age  of   s upply,  us ua ll y,  rice  w il l  be  store d  in  la rg e  qu a ntit ie s  for  a  ce rtai n  per i od   be fore  t hey  can  be  m ark et e d.   Althou gh   rice  is  a  long - l ast in g  c omm od it y,  it   sti ll   can  be  dam aged   due  t o  var io us   fact or s .  T hus,  a n  eff ic ie nt  rice  s tora ge  syst e m   is necessary to en sure  the q ualit y of  stor e d  rice i s al ways g oo d.  On e o f  the f act ors  that can d am a ge  the  store d rice  is th e inf est at io n of i ns ect s.   Inf est at ion   of  the  insect   of   st or e d  rice  has  c ause d  a  var ie ty   of   dam age  a nd   ec onom ic   l os ses  to  the   store d  rice  or  foo d  s upplies.   Wh e n  the   ins ect s  co nsum ed  the  rice,  t he  qu a ntit y  an d  qual it y  of  the  r ic e  is  reduce d.   Am on g  the  sto re d - pro du ct   insect s,  rice  weev il ,   Sit op hilus  Ory zae  is  on e  of  the  pr im ary  p est s  of  store d  rice,  part ic ularly   rice  ( Or yz a  Sati va  L.) .   Sig n  of  in festat ion   i n  t he   store d  rice  is  increase d  i n  m oisture   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Diel ect ric  p r opert ie s ch aract e rizati on o f t he ri ce a nd ri ce w eevi l f or  m ic r ow ave  hea ti ng …  ( Malik i Ib r ahim )   753   le vels  an d  heat ing   on   t he  surf ace.  The  feed i ng   act ivit y  of  S.  O ryzae   co nt rib utes  to  heati ng   a nd  in fested  rice   becam e  da m p  du e  to  m oisture   add e d  by  th e  insect ‘s  res pi rati on s.  T his  m ay   enco ur a ge   the  grow t h  of   the   popula ti on   of  oth e r  insect   spe ci es.  Th ere for e,  co ntr ol  of  store d  rice  insec ts  is  ve ry  cr uci al   and  is  on e   of  th e   m ajo r  ta sk   i n  orde r  to  p rev e nt   m or e  econom i c  losses  beca use   the  dam age  i m po ses  to  rice  is  irrev er sible  and   if   the quali ty  o f  ri ce is t o be m ain ta ined .     1 .1 .      Disinfes t at i on   Metho ds   Po sth ar vest  co ntr ol  of   insect s  in  rice  is  es sentia l  to  su sta in  the  qu al it y  of   store d  rice   and   in hib it   econom ic   loss  cause d  by  the  insect s.  The  ai m   of   the  con tr ol  m easur e  is  to  pro vid e  the  hab it at   un a cce ptable  for  the   dev el opm ent  and  ge ner at io n  of  sto red - pr oduct  in sect s  [ 2].  T here  are  dif fer e nt   te ch niques  th at   ar e   util iz ed  to c ontrol t he bugs  w hich  ca n be  ass e m bled  as a  ph ysi cal , o r gan ic ,  and s ubsta nce  strat egy.     1 . 1. 1   P hy sic al  Metho d   Ph ysi cal   m et ho ds   ca n  co ntr ol   the  insect   on   store d  rice  by  m od ify ing   the  env i ronm ent  or   by  ap plyi ng   ph ysi cal   treat m ents  to  the  i ns ect s  an d  rice .  It  incorp or at e s  a  div er se  set   of   trap  ( pro be   traps  an d  phe ro m on e  traps ),   m od ify ing  o f  the  en vir on m ent  [3 ] ,  m echan ic al   im pa ct ,  ph ysi cal   ex pu lsi on,  abr a sive  an d  inert  du st.  The  ph ysi cal   facto r s  su ch  as  inc re asi ng   a nd   decre asi ng   of   te m p eratur e ,  relat iv e  hu m idit y  and  the  com po sit i on   of  atm os ph e ric  ga sses  ar e  norm al ly   con tr olled .  T he  li m i ta ti o ns   of  the   phys ic al   m et ho d  suc h  as   it   only   c an  be   us e d  wh e re  the   infestat ion   rat e  is  low  as  it  has  a  te nd ency  to  be  le thar gic  and   m ay   no t  gi ve  a  lot  of   m ort al ity   des pite w hen  well - m anag ed.     1 . 1. 2   Bi ol og ic al M e thod   Bi olo gical   m eth ods  i nvol ve  t he  us e  of  ot her  orga nism   to  con t ro l  t he  inse ct .  The   orga nis m   wh ic h  act s   as  the  natu ral  enem ie s  can  be  release d  in  one  area  an d  th ey   will   search  and   at ta ck  the  insect s  in  the  store d -   pro du ct .  It  doe s  no t  giv e  a ny  hazar d  to  the  e nv i ronm ent  or   to  the  co nsum e rs  beca us e  no   chem ic al  is  inv olv e d  [4 ] .  Since  m os t  stored - pr oduct   insect s  are  fr om   nu m ero us   sp eci es,  th us   sever al   dif fer e nt  sp eci es  of  bio l og ic a l   enem ie s  are  r equ i red.  Unfor tun at el y,  bi ologica l  co ntr ol  te chn i qu e s  act   ver y  sl ow,  he nce  m uch   lo ss   m a y  happe n bef or e   the contr ol is  vi able. T his m eth od is  not s uitable  for m assive inf est at io ns   [5] .     1 . 1. 3   Ch emi c al  M et hod   Chem ic a l  con t ro l  m et ho d  is  the  m os t  com m on ly   us e d  to   a vo i d  the   rice  f ro m   insect s  du e  to  it s  lo w  cost,  quic k  ha ndli ng,  a nd  ver y   sim ple  te chn iq ue.   C hem ic al   i ns ect ic ide  is  use d  to   kill   the   in sect s  in  st or e d  rice.  Ther e   are   tw o  cl asses  of  c he m ic al s  us ed  w hich  a   co ntact   insect ic ide  an d  f um igants.  Ma la thion ,   pi rim iphos - m et hyl,  and   ch lor pyrif os - m eth yl   are  c on ta ct   insect ic ides  [3 ]   that  can  kill   the  insect   pests  wh en  t hey  con ta ct   the  treat ed  sur faces.  F um igatio n  is  a  proce ss  of   kill ing   the  insect s  that   are  inacce ssi ble  by  the  co ntact   insect ic ides ty pe by ex posin g t hem  to  tox ic   gas. The  m os t fu m igants used  are  phosp hin e  and m et hyl br om ide.   The  m ajo r  disa dv a ntage   of  th e  chem ic al   m eth od  for  us in g  i ns ect ic ides  is  t hat  insect s  have  de velo ped  their  own  nat ural   def e nce  to  insect ic ides.  D espite   the  fact  that  insect ic ides  and   f um igants  are  handled  with   cauti on  an d  res tr ic te d  am ou nt,   there  is  a  pr obabili ty   of   the  c hem ic al s  re m ain in g  in   the  st ored  rice  a nd  ha ving   a  detrim ental   eff ect   on   t he  hum an  bein g.   P est ic ide  expos ur e  m ay   cause  har m   to  hum an  he al th  f ro m   acut e   pro blem ,  fo r  e xam ple,  sk in  r ashes  a nd  ast hm a  at ta cks,   to  a  c hro nic  pro bl e m s  su ch  a s  e m ph ysem a  and   cancer .   Chem ic a ls  al s o  hazar dousl y  aff ect   the  env ir on m ent.  Phosphi ne  is  us ed  to  rep la ce  m et hyl  br om id e,  wh ic h  cause d  the  de pl et ion   of   the  oz on e  la ye r,   but  the  dr aw bac k  is  resist ance  bu il d - up   to  thi s  com po und  ge tt ing   fa ste r [4 ] .     A  com bin at ion  of   heat  an d  co ntr olled  atm os ph e re  treat m en ts  was  propose d  in  [6 ]   as  an  al te rn at ive  t o  chem ic al  f u m i gan ts . I t  was  used t o  ra pid ly  a ssess tole ran ce s of a du lt   weevi l.   The  li fes pan   of an  ad ult rice weevils i s up  t o  six  or  se ve n m on ths.   D ur i ng that pe rio d,  t he  fem al e rice   weev il   capa ble   of   pr oducin g  300  to  400  eg gs.  The  way  these  egg s  a re  de viati ng   f or  hat chin g  is  qu it e  un i qu e   and  ve ry  safe .  The  fem al e  ric e  wee vil  us es   her   stron g  m a nd i bles  to  dri ll   a  hole   in   the  r ic e  kernel.  T he n  s he   put s  a  sin gle  egg   a nd   seal s  t he  hole   with  a   gelat inous  flu id  wh ic h  they   pro vid e  by  the ir  sal iva.  In   th e  ho t   cl i m ax  li ke  in  Ma la ysi a,  the  dev el op m ent  pe rio d  f or  the   e gg  to  hatc h  is  norm al l y  in  tw enty   five   days .   This  per i od   is  l onge r  f or   c old   cl im ax.   T his  un i qu e  hatchi ng   m eth od  of   t he  wee vil  la rv ae  ca use s  it s  br ee ding  canno t   be  sto pped  ev e n  th ough t he disi nf est at io n  tre atm ent p r ocess  h as  bee n per form ed.  Th is i s a  m ajo r  disa dva ntag e   of   the  co nventi on al   treat m ent  m et ho ds.  Ba sed  on  that  sta teme nt,  now  it   i s  answ e re d  on   how  the  rice  w eevil   occurs in o ur   rice stora ge  e ve n  th ough the re  is no   wee vil seen du rin g  the  r ic e p urchasi ng.  But after a fe w  days  or a  week, a l ot of weevil  a pp e ars  in  the  rice s tora ge.   Diel ect ric  heati ng   c ov e rs  bo t h  ra dio   fr e que ncy  (RF )  an d  m ic ro wa ve  (M W),  w hich  a re   involve d  high - fr e quency   el ect ro m agn et ic   wav e s.  M os t  agr ic ultur al   pr oducts,   can   sp a re  el ect ric  e nergy  an d  tr ans f orm   it   into h eat  [7]. A  h eat  treatm ent  techn iq ue  in volvin g  m ic ro w ave r a diati on  looks  to  hav e a  gr eat  p e rs pecti ve  as a  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 ,  Fe bru ary  201 9   :   7 5 2   –   7 58   754   su bst it u te   te ch nique  of  kill ing   insect s.  This   te chn iq ue  a pp ears  to  ha ve  a   few   favo ur a bl e  ci rcu m sta nces,  f or   exam ple,  the  con t ro l of   e ver y   sing le   f orm ati ve  phase of   i nse ct s,  no  synth e ti c  bu il dups,  ha ving  an  i ns ig ni ficant   eff ect   on  the  env i ronm ent  a nd   giv in g  ra pi d  h eat in g  [ 7].   In sect s  are  unable  to  dev el op   thei r  own  natu ral   def e nce  to  t his   treatm ent  [8 ] .   This  el ect ro m agn et ic   e nergy  associat es  dir ect ly   with  the  pro du ct ‘ s  inter nal  to   rap i dly  raise  the  m idp oin t  tem per at ure.  Mi crowav e  e nergy  m ay   no t  j us t  kill   insect s,  bu t  al so   affe ct   the   gen e rati on  of  su r vivor s  of   the   diele ct ric  heat  init ia te d  inside  the m   [9 ] .  In   arti cl e  [1 0],  th ey   rev ie w  the  con ce pt   of   ra dio   fr e que ncy  an d  m ic ro wav e   heati ng  t reatm ent  to  d isi nf est   of   kutu  ber as   in  rice.   The  [11]  re vie ws  th e   app li cat io n of   m ic ro wa ve pyr olysi s of  bio m ass m at erial s.    The  m os t  i m p or ta nt  var ia bles  in  MW   heat ing   that  ex pr e ss  the  relat ionship  of   the  m at erial   with   el ect ro m agn et ic   m ic ro wa ve  fiel d  an d  t he  hea ti ng  f easi bili ty   is  the  diele ct ric   pro per ti es o f  m at erial s.  Thus,  it   is  ver y   im po rta nt  to  st udy  an d  a naly se  the   diel ect ric  pro pe rtie s  of  m at erial s  accuratel y  in   or der  to   im ple m e nt  the   m ic ro wa ve  hea ti ng   ef fici ently .  In   [12],  the  re le van ce  of   diele ct ric  prop e rtie s  in  m ic ro wa ve   assist ed  proc esses   was pres ente d.     Ther e  a re  few  researc hes  w ere  pr e sente d   in  stud yi ng  th e  factor s  that  influ e ncin g  th e  diele ct ric  pro per ti es  of  ag ricult ural   and  f ood  pro du ct s   [ 13] ,  dri ed  fruit   [ 14 ] ,  cereal - base d  pro du ct   [ 15]   an d     insect  [16,1 7].   This  pa pe r  pre sented  t he  diel ect ric  prop e rtie s  char act e rizat ion   of   the  rice  and   rice  we evil.  Thes e   pro per ti es  are  ver y  im po rtant   in  m ic ro wav e  heati ng  disin fe sta ti on   treat m e nt  stu dy.   T he  de ta il   m e tho dol og y  of   diele ct ric pro pe rtie s ch a racter iz at ion  w il l  be prese nted  in  t he  foll ow i ng sec ti on .       2.   RESEA R CH MET HO D OL OGY   The  per m it t ivit y  of   the  diele ct ric  prop e rtie s  of   t he  m at er ia ls  is  the  fun ct ion   of  the  frequ e ncy  an d  m oistur e  con te nt.  Th us   the  di el ect ric  pr ope rtie s,  the  beh a viour  of   the  ri ce  and   rice  w eevil   at   m ic ro wave   fr e qu e ncy is t he  m os t cru ci al   factor f or the  e ff ect ive ness o f t he  usi ng m ic ro wa ve  e ne rg y  for disi nf e sta ti on.      2 .1 .       Material  Prep aration   The basic  m at e rial s that are  us ed  in  the  diele c tric  p r operti es  m easur em ent are  li ste d  as  b el ow :   a.   Ag il ent  E8 362B  P - Se ries   Network A naly zer  and  pro be  as  s how n  in  Fig ure  1(a ).   b.   The die le ct ric  pro be kit  as s how n  i n  Fi gure  1(b).   c.   The  sam ple of  sm ashed  r ic e a s sho wn in Fi gure  2(a) .    d.   The  sam ple of  rice wee vil as s how n  in  Fig ure  2(b).            (a)   (b)     Figure  1 .   Me as ur i ng d e vices.  (a)   The  Agil en t E8 362B P - Se ries N et wor k An al yse r , (b ) Die le ct ric pro be  k it           (a)   (b)     Figure  2. The   Sam ple a)  Sm a sh e d  Ri ce b )  R ic e  W ee vil   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Diel ect ric  p r opert ie s ch aract e rizati on o f t he ri ce a nd ri ce w eevi l f or  m ic r ow ave  hea ti ng …  ( Malik i Ib r ahim )   755   2 . 2 .       O pen - en ded  Coa xia l P robe Me as ure ment  Te c hniq ue   The  diele ct ric  pro per ti es  or  pe rm i tt ivity  of   the  m at erial   ca n  be  res olv e d  us in g  a  diele ct ric  pro be.   T he   diele ct ric  pro pe rtie s  m easur em ent  is  based   on   t he  c oax ia l  pro be  m et ho d  wh ic h  incl ud es   the  us e   of  networ k  analy zer,  open - en de d  prob e   and  coa xial  pr ob e .   T he  reacti on   of  m at erial  to  RF   or  M W  energy  is  m easur e d  us in g  a  netw ork  a naly zer.  I n  this  pro j ect ,   the  hig h  te m per at ur e  pr ob e   is  us ed.   T he   networ k  anal yz er  is   connecte d via   coax ia l ca ble t o  the  ope n - e nd ed pr obe.    The  m easur em ent  is  perform e d  by  to uc hing  t he  pro be  a gain st  the  m at erial   u nde r  te st  (MU T)  sam ple.   This  pr ob e  is  r esi sta nt  to  co rrosive  c hem ic als  an d  can   with sta nd   betwee n  - 40  to   +2 00  de gr ee  Ce lsi us.  Th e   la rg e  fla nges  m ake  it   easi er  to  do  the   m easur em ent  of   so li d  m at erial s.  The  gen e rated  m icr owa ve  sig nal  by  the   netw ork  a naly zer  i s  a bsor bed  by  the   MUT   a nd  the n  ref le ct ed  back  to  t he  netw ork  a naly zer.  It  is  im po r ta nt  to   ens ur e  t hat  the   sam ple  is  in  cl os e  c onta ct   with  the   prob e   to   avo i d  ai r   ga ps.   The   re flect ed  coeffic ie nt  m e asur e d  by the  netw ork  an al yz er.     2 . 3 .      Measure ment Setu p   The  diele ct ric   pr ope rtie s  of  the  insect   and   rice  are  m e asur e d  us i ng   a  diele ct ric  pr ob e  wh ic h  is  connecte d  wit h  a n  A gilent  E8 362B  P - Se r ie s  Netw ork  A naly ser  ( PNA ) .  Ca li br at io n  of  the  diele ct ric  pro be   with  the  A gile nt  Tech no l og i es  85070E   sof tware  m us t  be  cond ucte d  be fore  the  m eas ur em ent  in  order   to   pr e ve nt  any  syst e m at ic   err or s .  The re  are  t hree  sta nd a rd   c al ibrati on  te sts  that  are  c onduc te d,   i.e.,  water ,   sh ort   (m et a l)  an d  ai r   ( op e n).  Af te r  t he  pro be  cal ib r at ion   is  pe rform ed,   the   act ual   m easur em ent  of  the  m at erial   u nde r   te st  (MUT )  ca n  be  perform e d  by  to uch i ng  the  pro be  a gain st  the  flat   s urfa ce  ( or   pow de r)  of  the   MUT .  Be fore   the  m easur em e nt  is  pr ef or m ed  the  MUT  w hich  is  rice  and   rice  weev il   m us t   be  m ade  in  pow der   f orm .   The   m easur ed  perm itti vity   and   t he  ref le ct io n  c oef fici ent  displ ay ed  on   the  m on it or .  The  m easur em ent  set up   i s   sh ow n  in  Fi gur e 3 .  Fig ure  4  s hows h ow the   diele ct ric pro pe rtie s of r ic e  ar e m easur ed.               Figure  3 .   The   Diel ect ric Pro pe rtie s Measu re m ent Setup   Figure  4 .   The   diele ct ric m eas ur em ent o f  r ic e       3.   RESU LT S   A ND  DI SCUS S ION   The  diele ct ric  pro per ti es  of  m a te rial s  can  be  a ff ect ed   by  seve ral  fac tors  s uc h  as  t e m per at ure,   fr e qu e ncy  a nd  m oistur e  co nt ent.  T his  sec ti on   will   disc us s  t he  a naly sis  of  the  data   obta ined   f r om   the  exp e rim ent  i.e.  The  diele ct ric  const ant  ( Ɛ' )  and  diele ct ric  lo ss  facto r  (Ɛ ' ' )  of   the  rice  an d  r ic e  weev il .  T he   data   hav e  b ee n  m easur e d re peatedl y t o  get t he  a ve rag e  loss  tan ge nt of t he  rice  a nd r ic e  wee vil.     3 . 1 .       Diel ectric  Cons tant o f the  Rice   Figure  5  sho w s  the  va riat ion  of  the  m easur e d  diele ct ric  co ns ta nt  (ε‘)  of  t he  rice  wit h  th e  freq ue ncy  range  of  2 - 3GHz.  Ba se d  on  the  grap h,   it   is  ob s er ved   t hat  the  diele ct ric  con sta nt  of  the  rice  decr eas es  as  the   fr e qu e ncy  incr eases.  The  de crease  of   diele ct ric  con sta nt   sh ows  that  the  abili ty  of   the  ric e  to  absorb   th e   el ect ro m agn et ic  en e rg y i s i nversely  prop or ti on al   with t he  a pp li ed  freq ue nc y.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 ,  Fe bru ary  201 9   :   7 5 2   –   7 58   756           Figure  5 .   The   m easur ed  d ie le ct ric co ns ta nt  of r ic e        3 . 2 .       Diel ectric  Loss Fac t or of  t he  R ic e   Figure  6  sho w s  the  va riat ion  of   diele ct ric  loss  f act or   (ε")  of   t he  rice  in   the  freq ue ncy  tran ge  of     2 - 3GHz.  From   the  gr a ph,  it   sh ow n  that  the  diele ct ric  loss  factor   of   the  rice  is  decr easi ng  as  the  fr e qu ency   increase.  It  can   be  seen  that  the  patte r n  of   t he  grap h  sho w s  that  the  diele ct ric  loss  facto r  of   the  rice   de crease   as  the  fr eq ue nc y  decr ease.  H ow e ve r,   the  di el ect ric  loss  factor   m ay  ei the r  increase  or  de crease  with  m oisture   con te nt  or   fr e quency  de pe nd s   on  ce rtai n  range  of  m oistur e  co ntent  or  f re qu e ncy  th us  it   is  le ss  pr e dicta bl e   com par ed  t o  th e d ie le ct ric co n sta nts.           Figure  6. The   m easur ed  loss   factor o f ric e       3 . 3 .       Diel ectric  Cons tant o f the  Rice Wee vi l   Figure  7  s how   the  var ia ti on  of   m easur e d  di el ect ric  con sta nt  (ε ‘)   of  the   ri ce  wee vil  with   the  ra ng  of  fr e qu e ncy  2 - 3GHz .   Ba se d  on  th e  gr a ph,  it   can   be   obse r ved  that  t he  di el ect ric  co ns ta nt  of  t he  rice  weev il   decr ease s  as  frequ e ncy  inc rea ses.  T he  decr e ase  of  diele ct ric  co ns ta nt  s ho ws  th at   the  a bi li ty   of   the  i ns e ct s  to   abs orb  el ect r om agn et ic  en e rgy  is reducin g w hen the  highe r   fr e qu e ncy is a ppli ed.           Figure  7. The   m easur ed  d ie le ct ric co ns ta nt  of r ic e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Diel ect ric  p r opert ie s ch aract e rizati on o f t he ri ce a nd ri ce w eevi l f or  m ic r ow ave  hea ti ng …  ( Malik i Ib r ahim )   757   3 . 4 .       Diel ectric  Loss Fac t or of  t he  R ic e  W eevil   Figure  8  sho ws  va riat ion  of  the  m easur e d  diele ct ric  lo ss  facto r  (ε" )  of   t he  rice  we evil  for  the   fr e qu e ncy  ra ng e  of  2 - 3GHz .  T he   gra ph   s how  that  the  diele ct ric  loss  fact or  d ecrease  a s  the   fr e qu e ncy  inc r ease.   It  can  be  c on cl ud e  that  the   abili ty   of   the  rice  weev il   to  dis per se  el e ct rical   ener gy  into  heat  is  in ver sel y   pro portion al   t o  the  fr e que ncy.   The  a bili ty   of   the  rice  wee vi l  to  abs orb  the   el ect ro m agn et ic   energy  at   hig he r   fr e qu e ncy is l ower .            Figure  8.   The   m easur ed  loss   factor o f ric e we evil        3.5 .      L os s T angen t   The  loss  ta ngent  or  dissi pation  facto rs   rep re sent  th e  abili ty   of   the  m at erial   to  conve rt  el ect ro m agn et ic   energy  into   he at   at   the  sp eci fic  fr e qu e ncy.  The  ta ble  1  s hows  t he  loss  ta ng e nt  of  the  ri ce  and  r ic e  weev il   at   fr eq ue ncy  2.4GHz.   From   the  t able,  it   sh own  that  the  cal culat ed  loss  ta ng e nt   of   the  rice  is  0.136   wh il e  the  lo ss  ta ng e nt  of  rice  weev il   is  0.1 36 .  The  data  sho wn   t hat  the  los s  ta ng e nt  of  ric e  is  hig he r  c om par ed  to  the  rice  weev il s.  It  can  con cl ud e  that  a t  2. 4GHz  f requen cy ,  the  a bili ty  of   the  rice  weev il   to  conve rt   el ect ro m agn et ic  en e rg y i nto   he at  is low e r  c om par ed  to  rice.         Table  1.  L os s   Tan gen t  of  the   Ri ce an d R ic e  Weev il     Mater i al   Av erage   Rice   Rice W eevi l   \ ε'   1 2 .45 4 7   7 .27 3 7   ε"   1 .69 4 2   0 .43 6 4    = " ′   0 .13 6 0   0 .05 9 9       4.   CONCL US I O N     The  diele ct ric   prop e rtie s  be hav i or   of   the  rice  and   rice  weev il   is  ver y   i m po rtant  to   def ine  t he   interact ion   of  them   with  el ectr om agn et ic   fiel ds .  T he  fun da m ental   under st and i ng   of  the  pro per ti es  is  es sentia l   for  desi gnin g  industrial   m ic ro wav e  heati ng  a pp li cat io n  f or   eff ect ive  c ontr olli ng   of   t he  ri ce  and   rice  we evil  as  well   f or   oth e r  f ood  sec uri ty .  T he  purpose d  of  this  pa pe r  to   c har act erize d  t he   diele ct ric  co ns ta nt  a nd  diel ect ric   loss fac tor  of t he ric e an d rice  w ee vil i s achi eved.        ACKN OWLE DGE MENTS   The  aut ho rs  w ou l d  li ke  to  th ank   the  Mi nist ry  of   E du cat io n  (MOE ),   Ma l ay sia   fo r  the  f unding  un der  the  F undam ental   Re sear ch  Gr a nt  Schem e  (F RGS  9003 - 00 597)  wit h  ref e re nce   co de:  FRGS/1/ 2016/ TK 04 / UNIMA P/02 / 6.       REFERE NCE S   [1]   W orld  Food  Secur ity   St at ist ic   (2015) .   “ Food  and  Agri cul tur al   Organ i za t ion  of  the  Unite d   Nati o n ” .  www . fao . org/ec onom ic /e ss /e ss fs/en/   [2]   I.   Das,  G.  Kum ar  and  N.  Shah,   "M ic rowave   Hea t ing  as  an  Alt ern ative  Quar antine  Method  for  Disinfesta ti on  o f   Stored  Food Gra ins,"  Int ernati on al  Journal   of   Fo od  Scienc e,   vol.  2013,   pp .   1 - 13 ,   2013.     [3]   R.   N.  Sinha  and   F.  L.   W at ters ,   "Ins ec t  Pests  of  Flour  Mill s,  Gra in  El ev at ors,  an d  Feed  Mill s  an d  The ir  Contro l,"   Agric ult ure   Can ada ,   W inni p eg,  Cana da ,   1985 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 ,  Fe bru ary  201 9   :   7 5 2   –   7 58   758   [4]   R.   Vadiv ambal,  D.  S.  Ja y as ,   and   N.  D.  W hi te ,   " As sessment  of  m ic rowave   en er g y   for   disinf estation  of  gr ai n , "  The   CSBE /SCGR   20 05  Me e ti ng   , W in nipe g,   Manit ob a, 2005, Pape r   No.   05 - 045.     [5]   B.   Subram an y a m   and  D.W.  H agstrum,  "A lt er nat iv es  to  Pest i ci des  in  Stored - Product  IPM ",  Kluwe r  Ac ad em ic   Publ ishers ,   Nor well ,   Mass ,   US A,  2000.     [6]   W .   Li ,   K.  W ang ,   L .   Chen ,   J.   Johns on  and  S.  W a ng,   "Tol era n ce   o f  Sitophi lus  zea m ai s  (Cole opt er a:   Cur cul ion ida e )   to  he at ed   con trolled at m osphere   t rea tments " ,   Jour nal  of   Stored   Pr oduct s R ese arch ,   vol .   62 ,   pp .   52 - 57,   2015 .     [7]   S.  W ang  and  J.  Ta ng,   "Radi o  Freque nc y   and  Micro wave   Alternat iv e  Treat m e nts  for  Insec t  Control   in  Nuts" ,   Agric ult ural   Eng ine ering   Journal ,   vol .   10 ,   no . 3  & 4,  pp .   105 - 120 ,   2001.   33     [8]   F.  L.   W a tt ers ,   " Microwa ve  r adiati on  for   control   of  Tri bo li um   c onfusum   in  whea t  and   flour",  J ournal  of  Store d  Product s R ese a rch,   vo l. 12, no. 1 ,   pp .   19 – 25 ,   197 6.   [9]   J.T ang,   J .   N.  Ike dia l a,   S.W ang,  J.  D.  Hansen,   and   R.   P.  Cavali eri , "H igh - te m per at u re - short - ti m e  th e rm al   quar antin e   m et hods" ,   Posth arve st Biology a nd  Technol og y ,   vol.   21 ,   no .   1 ,   pp .   129 – 145 , 2000.     [10]   Siti   Zu la ik a  Abd ul  N y za m ,  Rose m iz i  Abd.  R ahim ,   and  Hasli za   A.  Rahi m ,   R evi e w  Artic l e  of  R ad io  Freque n c y   an d   Microwa ve  Hea t ing  Tre a tment  to   Disinfest  Kutu  Bera s  in  Malay s ia n  Rice,   Inte rn ati onal  Confe re nce   on  Eme rgin g  El e ct ronic   Soluti on  for I OT .   [11]   F.  Motasemi  and  M.  Afza l,   "A   rev ie w   on  the   m ic rowave - assisted  p y rol y sis  techni que",   Re newab le  and  Sustainabl e   Ene rgy  Revie ws ,   vol. 28, pp. 317 - 330,   2013 .     [12]   A.  Angela   and  M.  Am ore ,   "Rele van ce   of  Die l ec tr ic   Propert ie s   in  Microwa ve  As sisted  Proce ss es",  Mic rowav e   Mate rials Chara ct erizati on ,   2012 .     [13]   S.  O.  Nelson  a nd  S.  Tra be lsi,   "F ac tors  infl uen ci ng  th e  dielectr ic   prope r ti es  of   agr ic u lt ura l  an d  food  produc ts",   Journal  of   Mi crowave   Powe r an d  Elec tromagnet ic   Ene rgy ,   vol .   4 6,   no .   2 ,   pp . 93 – 1 07,   2012 .     [14]   B.   Alfa ifi,  J.  Tang,  B.   Rasco,   S.   Sabla ni ,   and  Y.   Jiao,   "Radi o  fre quency   disinf esta ti on  tr eatm ent s  for  drie d  fruit :   die l ec tr ic prope r ti es",  LWT   Food   Scienc e  and   Tec hnology ,   vol .   50 ,   no.   2, pp .   746 – 7 54,   2013 .     [15]   Y.K.  Chang,  C. J .   Steel  and  M . T.P .   Silva   Cl erici,   "  Us e  of  Microwa ve  Radiati on   to  Proce ss   Cerea l - Based  Product ,   Advanc e in  Indu ct ion   and   Micro wave   He at ing   of   Mineral and  Or gani c   Materia l",   2011.   34   [16]   S.  O.  Nelson,   "Revi ew  and  As sessment  of  R adi o - fre qu ency   and  Microwa ve   Ene rg y   for  Stored - gra in  Insec t   Control ",  Tr ansacti ons o f  th e AS AE ,   vol .   39 ,   no .   4,   pp .   1475 - 148 4,   1996 .   [17]   S.  W ang,   J.  Ta ng,   J.  A.  Johns on  et   al.,   "D ie l ec t ri c  prope rties  of  fruit s  and  insec t  p ests  as  rel at ed  to   rad io  fre qu ency  and  m ic rowav e  t rea tments",   Bi os yste ms   Engi n ee r ing ,   vo l. 85, no.  2,   pp . 201 – 212, 2 003 .       BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS         Mali ki  Ibr ahi m   rec e ive d  the   M . Eng.   ( El e ct ri cal -   El e ct ron ic s  an d  Te l ec om m unic ations)  from  Univer siti   T ekn ologi   Mala y si a  and  B. Eng .   (E l ec tr ic )  from   the  Univer siti   Te k nologi   Mara ,   Malay s ia.   Curre ntly   is  a  le ct ur er   at   Facul t y   of  Manufa c turi ng  En gine er ing  ,   Univer siti   Malay si a  Perli s(U niMAP )   ,   Malay si a  .   Teac hes  Elec tr ical  Fundam ent al s  ,   Instrum ent at ion  a nd  Inte gra t ed   Manufa ct ur ing. I nte rsted   in   Tomograph y ,   Mi cro wave   He at ing   an d  Sensors             Rosem iz i  Abd   Rahi m   recei v ed   the   Diploma  in  Elec tr ical  E ngine er ing  fro m   the   Instit ut   Te knologi  Mara ,   Mal a y si a  (199 7),   B. Eng.   in  E l ec tr ic a l  from   th e  Univer sit i  T ek nologi   Mara ,   Malay s ia   (2000) ,   the   M . Sc.   d egr ee   in El ec tron ic   S y stem Design Engineeri ng  fro m   the   Univer siti   Sains  Malay si a   (2004),   and  hi s  Ph.D.  in  Co m m unic at ion  E ngine er ing  from   the   Univ ersiti   Malay s ia   Perl is ( 2013).   From   200 0  to  2004,   he  was a   fai lure   anal y s is e ngine er  a t  a  m ult ina ti on al  el e ct roni c  m anu fac tur ing  compa n y   in   Penang ,   Malay s ia.  Th en,  since   2005  h e   is  with  the   Univer siti   Mal a y sia  Perl is  as  an  ac ade m ician .   His  rese arc h  intere st  inc lud es  the   ana l y sis  and   deve lopment  of   new  source s  of  ene rg y   ha rve stin g  s y stem  and  t e chni ques,   anten na  design  and  m ic rowave   h ea t i ng.   He   is  a   Profess iona l  Engi ne er  (E lectr i ca l)   a nd  Certifie d   E lectr i ca l   En er g y   Mana ger .             Junita   Mohd  Nordin   re ceive d  t he  BS c  degr ee   in  El e ct ri cal  En gine er ing  from   the   Univer sit i  Te nag a  Nasiona l,   Ma lay sia   (20 02),   th e  M.Sc .   degr e e  in   Ele ct roni c  Eng ine e ring  from   the  Univer sit y   of  S outha m pton,   Un i te d  Kingdom   i n  2005,   and   h er  Ph.D.  in   Co m m unic at ion   Engi ne eri ng  fro m   the   Univer siti   Malay s ia   Perl is  (2014).   Her  rese arc h  in te r est  inc lude   RF   Com m unic at ion s y stem a nd   optic al   engi ne eri ng .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.