AGRIS - 

2022

Chusova, A.E. | Bugaev, Yu.V. | Novikova, I.V. | Romanyuk, T.I. | Korobova, L.A. | Sukhanova, N.V.

For the purpose of import substitution, it is important to develop a technology for obtaining natural sweeteners. The parameters and modes of stevioside extraction such as water duty (ratio of dry matter and water), temperature and duration of the process were selected. The object of the study was stevia leave herbage having residual moisture of 10%. Stevia 'Ramonskaya Slastena' grown in the Central Chernozem region of Russia was used. The requirement for crushed leaves was that at least 95% of the herbage must pass through a sieve with mesh diameter of 1 mm. The determination of diterpene glycosides in the extract was carried out by the modified Komissarenko method, i.e. the quantitative determination of glucose equivalent to the herbage of diterpene glycosides. To optimize the technological parameters of extraction, regression models of the 2-d order were built using orthogonal central composition planning. The crushing degree of 1-3 mm was recommended by the Research Institute of Sugar Beet and Sugar. Based on experiments, a mathematical model of the 2nd order was created, suitable for optimizing the process of obtaining stevia extract. The main factors influencing the process of glycosides transition from leaves to solution were: X1 - extraction temperature, deg. C; X2 - extraction duration, min; X3 - ratio of dry matter and water. The parameters for evaluating the efficiency of the extraction process were: the yield of diterpene glycosides Y1 (% by weight of stevia) and energy consumption Y2 (kW/dm3 of extract). The Y1 parameter is desirable to maximize, Y2 – to minimize. The following optimal parameters and extraction modes have been established: dry matter and water ratio – 1:10.8; temperature – 79.8 deg. C; duration – 94.1 min. Obtaining of stevia aqueous extract does not require complex hardware design, therefore the developed technology can be realized at any food production enterprises. The resulting stevia extract can be used as a complete or partial sucrose substitute including in combination with different additives. | В целях импортозамещения важна разработка технологии получения подсластителей натурального происхождения. Подбирали параметры и режимы экстрагирования стевиозида: гидромодуль, температуру и продолжительность процесса. Объектом исследования служила зеленая масса листьев стевии с остаточной влажностью 10%. Использовали стевию сорта Рамонская Сластена, выращенную в Центрально-Черноземном регионе России. Требования к измельченным листьям: не менее 95% массы должно пройти через сито с диаметром отверстий 1 мм. Определение в экстракте дитерпеновых гликозидов осуществляли модифицированным методом Комисаренко (количественное определение глюкозы, эквивалентной массе дитерпеновых гликозидов). Оптимизацию технологических параметров массопереноса осуществляли построением регрессионных моделей 2-го порядка, ортогональным центральным композиционным планированием. Степень измельчения 1–3 мм была рекомендована Всероссийским НИИ сахарной свеклы и сахара,. На основе экспериментов создали математическую модель 2-го порядка, пригодную для оптимизации процесса получения экстракта стевии. Основные факторы, играющие роль в переходе гликозидов из листьев в раствор: X1 – температура экстракции, град. С; X2 – длительность экстрагирования, мин; X3 – соотношение сухой массы и воды. Параметры оценки эффективности процесса экстракции: выход дитерпеновых гликозидов Y1 (% от массы стевии) и затраты электроэнергии Y2 (кВт/дм3 экстракта). Параметр Y1 желательно максимизировать, Y2 – минимизировать. Установлены следующие оптимальные параметры и режимы экстрагирования: гидромодуль 1:10,8; температура 79,8 град. С; продолжительность 94,1 мин. Получение водного экстракта стевии не требует высокотехнологичного аппаратурного оформления, поэтому разработанную технологию возможно реализовать на любых предприятиях по производству продуктов питания. Полученный экстракт стевии можно использовать как полный или частичный заменитель сахарозы, в т.ч. в сочетании с различными добавками.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Kalugina, D.N. | Zhizhin, N.A.

The dynamics of non-protein and amine nitrogen during the shelf life of low-lactose milk has been studied. The research object is a batch of UHT lactose-free milk with fat content of 1.5% having the same production date. Under the preset temperature regime of 20±2 deg. C and the storage duration for 6 months, 3 periods of increase in the content of non-protein and amine nitrogen were determined. It was found that these indicators increase by more than 40% in the period from 5 to 6 months of storage. It can be explained by a decrease in active acidity from 7 to 5. Three periods of increase in amine nitrogen content were identified, similar to non-protein nitrogen. In the first period, the amount of amine nitrogen increased by 1.5 times, in the second by 2, in the third by 3.5 times. The dependence of the revealed criteria of keeping ability on storage duration and on pH level was determined. It was shown that protein hydrolysis occurs during long-term storage. Based on the data obtained on the content of amine and non-protein nitrogen, the degree of protein hydrolysis was calculated. It was found that the degree of protein hydrolysis during the studied shelf life increases from 1.73 to 5.81%. The results of this research may serve as a prerequisite for the development of recommendations for monitoring the stability of low-lactose dairy products during storage. | Исследована динамика небелкового и аминного азота в течение срока хранения низколактозного молока. Объект исследования – партия ультрапастеризованного безлактозного молока с массовой долей жира 1,5% от одной даты производства. При соблюдении установленного температурного режима 20±2 град. С и продолжительности хранения 6 мес определены три периода увеличения содержания небелкового и аминного азота. С 5-го по 6-й месяц хранения данные показатели возрастают более чем на 40%, что можно объяснить снижением активной кислотности с 7 до 5. Выделили три периода увеличения содержания аминного азота, аналогично небелковому азоту. В первый период количество аминного азота увеличилось в 1,5 раза, во второй – в 2, в третий – в 3,5 раза. Определена зависимость установленных критериев хранимоспособности от продолжительности хранения и уровня рН. При длительном хранении происходит гидролиз белка. На основании полученных данных о содержании аминного и небелкового азота рассчитана степень гидролиза белка, которая увеличивалась с 1,73 до 5,81%. Полученные результаты могут служить предпосылкой для разработки рекомендаций по контролю стабильности низколактозных молочных продуктов в процессе хранения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Borychev, S.N. | Simdyankin, A.A. | Kashirin, D.E.

The research purpose is to determine the influence of energy parameters of Peltier element on heat transfer capacity of it. To bring the properties of bee products (royal jelly, bee pollen, etc.) to the GOST requirements during processing, the drying is necessary. The most technologically advanced method in apiary conditions is convective drying with hot air. A methodology for studying the rational modes of Peltier elements' operation is presented; recommendations are given for bringing the moisture content of biologically active bee products to the GOST requirements using a special dehumidifier. Studies conducted jointly with the Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Centers of beekeeping" have shown the high efficiency of convective drying of beekeeping products, since there are no significant changes in the biochemical properties of biologically active products. An analysis of the established dependencies shows that the most rational is the use of Peltier elements in an air flow dryer with a temperature difference on its working surfaces of 55-58 deg C, since the minimum energy consumption is observed in this mode. Using these heating temperature values in the mode of interest, it is possible to choose a rational combination of the radiator area and the speed of the air flow blowing over it to cool the heat-generating surface of the element to the required temperature (no more than 58 deg C). Based on the experimental data obtained, empirical dependences of the power consumption and cooling power on the supply voltage are constructed. When the temperature difference of the Peltier element changes from 16.1 to 50.2 deg C, the power consumption changes from 36.6 to 30.1 W, while the supply voltage is 11.2 V. The most appropriate is the use of Peltier elements in a cyclic operation mode; this will not allow them to be heated to a critical temperature. The duration of the cycles should be determined experimentally, since the efficiency of the element depends on the efficiency of heat removal. | Цель исследований – определение влияния энергетических параметров элемента Пельтье на его теплоперекачивающую способность. Для доведения свойств ряда продуктов пчеловодства (маточное молочко, пчелиная обножка и др.) до требований ГОСТ при переработке необходима их сушка. В условиях пасеки наиболее приемлема конвективная сушка горячим воздухом. Представлена методика исследования рациональных режимов эксплуатации элементов Пельтье, даны рекомендации для доведения влажности биологически активных продуктов пчеловодства до требований ГОСТ посредством специального осушителя. Исследования, проведенные совместно с ФГБНУ "ФНЦ пчеловодства", показали высокую эффективность конвективной сушки продуктов пчеловодства, т. к. при этом не происходит значительных изменений биохимических свойств биологически активных продуктов. Анализ установленных зависимостей показывает, что наиболее рациональным представляется использование элементов Пельте в осушителе воздушного потока при разности температур на его рабочих поверхностях 55-58 град. С, т. к. в этом режиме энергоемкость минимальна. Используя данные значения температуры нагрева в интересующем режиме, можно подобрать рациональное сочетание площади радиатора и скорости обдувающего его воздушного потока для охлаждения тепловыделяющей поверхности элемента до требуемой температуры (не более 58 град. С). На основании полученных экспериментальных данных построены эмпирические зависимости потребляемой мощности и мощности охлаждения от напряжения питания. При изменении разности температур элемента Пельтье от 16,1 до 50,2 град. С потребляемая мощность изменяется от 36,6 до 30,1 Вт, а напряжение питания составляет 11,2 В. Наиболее целесообразным представляется использование элементов Пельтье в цикличном режиме работы, это не позволит нагревать их до критической температуры. Продолжительность циклов следует определять экспериментально, т. к. эффективность работы элемента зависит от эффективности теплоотвода.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Kirsanov, V.V. | Pavkin, D.Yu. | Dovlatov, I.M. | Zhmylev, V.A.

Цифровая трансформация сельского хозяйства и животноводства предполагает наряду с созданием датчиков физиологического состояния КРС разработку модульных радиотехнических цифровых устройств приема-передачи информации. Разработанный модуль базовой станции осуществляет прием-передачу сигналов с датчиков-болюсов, расположенных в рубце животного, по 3 основным параметрам: кислотность, pH; температура; двигательная активность. Модуль БС состоит из 2-х частей, соединенных между собой кабелями: мини-компьютера Raspberry Pi 4, выполняющего функцию устройства управления, и внешнего модуля передачи данных, включающего в себя приемопередатчик для связи с датчиками-болюсами, установленными на животных и GSM-модуль для выхода в Интернет и связи с сервером. Анализ данных основных параметров позволяет по соответствующим корреляционным зависимостям с помощью разработанного программного обеспечения контролировать физиологическое состояние животных. Разработана принципиальная электрическая и структурная схемы модуля передачи данных, входящего в состав базовой станции. Также представлена блок-схема логической структуры программного обеспечения базовой станции. Разработана программа испытаний, включающая в себя проверку уровней сигналов в помещениях различного типа с использованием имитаторов – датчиков-болюсов. Испытания показали, что измеренный в рассматриваемых помещениях уровень сигнала на различных высотах не превышает минимально допустимый уровень сигнала –70 дБ. Результаты проведенных испытаний позволили установить относительно равномерное распределение уровня сигнала в помещении и повышение неоднородности его в углах, что позволяет найти компромисс между параметрами системы и сделать необходимые расчеты для прогнозирования работы всего комплекса. | The digital transformation of agriculture and animal husbandry, in particular, involves, along with the creation of sensors for the physiological state of cattle, the development of modular radio-technical digital devices for receiving and transmitting data. The developed module of the base station receives and transmits signals from bolus sensors located in the animal's rumen according to 3 main parameters (acidity, pH; temperature; motor activity). The base station module consists of 2 parts connected by cables: a Raspberry Pi 4 minicomputer, which acts as a control device, and an external data transmission module, which includes a transceiver for communication with bolus sensors mounted on animals and a GSM module for Internet access and communication with the server. An analysis of these basic parameters makes it possible to monitor the physiological state of animals using the developed software according to the corresponding correlation relationships. There has been developed a basic electrical and structural diagrams of the data transmission module as part of the base station. Also, there is presented a block diagram of the logical structure of the base station software. A test program has been developed that includes checking signal levels in various types of rooms using sensor simulators-boluses. Tests have shown that the signal level measured in the rooms under consideration at various heights does not exceed the minimal permissible signal level of 70 dB. The experimental results have established a relatively uniform signal level distribution in the room and increased heterogeneity in the corners, which makes it possible to find a compromise between the system parameters and make the necessary calculations to predict the performance of the entire complex.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Kalinina, I.V. | Popova, N.V. | Fatkullin, R.I. | Naumenko, E.E. | Vasil'ev, A.K.

Проведена оценка термодинамической растворимости (РС) таких минорных биологически активных компонентов полифенольной природы, как флавононол таксифолин (ТФ), флавон рутин (РТ) и стильбен ресвератрол (РЛ). Растворение ТФ, РТ и РЛ осуществляли в дистиллированной воде при t 20, 30 и 50 град. C и продолжительности процесса 20, 40 и 60 мин. Установили, что, несмотря на принадлежность к разным классам полифенолов, ТФ, РТ и РЛ характеризуются выраженной гидрофобностью. РС ТФ и РЛ при t 20 град. C в течение 20 мин составила 0,06-0,08%. Повышение температуры до 50 град. C позволило повысить РС этих веществ практически в 4 раза. При t 50 град. C и продолжительности процесса 60 мин РС РЛ была ниже растворимости ТФ примерно на 20%. РС РТ при t 20 град. C и экспозиции 20 мин превышала РС ТФ и РЛ в 3-4 раза. Повышение температуры увеличивало РС РТ в значительно большей степени, чем РС ТФ и РЛ, однако при t 50 град. C и экспозиции 60 мин РС РТ не превышала 2%. В ходе исследований определены некоторые зависимости между структурой молекул изучаемых веществ и их РС. Путем 2-факторного регрессионного анализа получены математические модели, описывающие процесс растворения полифенолов в зависимости от температуры растворителя и продолжительности растворения. Установлено оптимальное сочетание этих факторов для каждого из веществ (для ТФ РС 0,39% при t 66,2 град. C и продолжительности 66,2 мин; для РЛ РС 0,292% при t 67,7 град. C и продолжительности 57,9 мин; для РТ РС 1,82% при t 77,5 град. C и продолжительности 32,5 мин). Сделан вывод о необходимости поиска путей повышения РС исследуемых соединений, в т.ч. за счет использования др. растворителей. | The thermodynamic solubility of such minor polyphenolic biologically active components as flavonol taxifolin (TF), flavon rutin (RT) and stilben resveratrol (RL) has been assessed. TF, RT and RL were dissolved in distilled water at t 20, 30 and 50 deg. C and the duration of the process is 20, 40 and 60 min. It has been found that, despite belonging to different classes of polyphenols, TF, RT and RL are characterized by pronounced hydrophobicity. The solubility of TF and RL at t 20 deg. C for 20 min was 0.06-0.08%. A temperature rise to 50 deg. C allowed increasing the solubility of these substances almost 4 times. At t 50 deg. C and the duration of the process of 60 min, the solubility of RL was lower than the solubility of TF by about 20%. The solubility of RT at t 20 deg. C and exposure time of 20 min exceeded the solubility of TF and RL 3-4 times. An increase in temperature increased the solubility of RT to a much greater extent than the solubility of TF and RL, however, at t 50 deg. C and a 60 min exposure, the solubility of RT did not exceed 2%. In the course of the research, some dependencies between the structure of the molecules of the studied substances and their solubility were determined. Mathematical models describing the process of dissolving polyphenols depending on the temperature of a solvent and dissolution duration were obtained by a 2-factor regression analysis. The optimal combination of these factors has been established for each of the substances (for TF the solubility was 0.39% at t 66.2 deg. C and duration of 66.2 min; for the RL the solubility was 0.292% at t 67.7 deg. C and duration 57.9 min; for RT the solubility was 1.82% at t 77.5 deg. C and duration of 32.5 minutes). It is concluded that it is necessary to find ways to increase the solubility of the compounds studied, including through the use of other solvents.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Iskakov, I.Zh. | Lanina, E.E. | Kucherenko, Ya.Ya. | Alekseev, G.V. | Egorova, O.A.

The ultrasonication effect on the process of pectin obtaining from Jerusalem artichoke has been investigated. A rational scheme of the so-called reagent-free extraction of pectin, excluding the use of toxic reagents, is proposed. The universal ultrasonic installation Inlab I100-840 with a capacity of 1000 W was used in the research with a range of operating frequencies of 22 and 44 kHz. Jerusalem artichoke was crushed in a meat grinder and washed with cold water, followed by squeezing. A sample of 76 g was placed in an extraction container, 400 ml of water and 3 g of oxalic acid were added. Frequency of ultrasound treatment was ща 22 kHz, power of 100%, and exposure of 60 min. The temperature at the beginning of the process (0-3 min) was maintained at 85 deg. C, (for 5-12 min) reduced to 72 deg. C and then (14-60 min) increased to 75 deg. C. With increasing exposure, the yield of dry matter increased from 1.8% (0 min) to 3.2% (60 min). As a result of the conducted correlation and regression analyses, it has been found that an increase in temperature affects the output of dry matters negatively, and an increase in exposure is positive, and the impact of the latter is more essential. It has been concluded that the greatest efficiency of ultrasound treatment is achieved at some (up to 72-75 deg. C) decrease in the temperature of the solution relative to the initial value (85 deg C). | Исследовано влияние ультразвукового воздействия на процесс получения пектина из топинамбура. Предложена рациональная схема т.н. безреагентного экстрагирования пектина, исключающая использование токсичных реагентов. В исследованиях использована универсальная ультразвуковая установка Инлаб И100-840 мощностью 1000 Вт с диапазоном рабочих частот 22 и 44 кГц. Топинамбур измельчали на мясорубке и промывали холодной водой с последующим отжимом. Навеску массой 76 г помещали в экстрагирующую емкость, добавляли 400 мл воды и 3 г щавелевой кислоты. Обработку ультразвуком проводили при частоте 22 кГц, мощности 100% и экспозиции 60 мин. Температуру в начале процесса (0-3 мин) поддерживали на уровне 85 град. C, далее (в течение 5-12 мин) снижали до 72 град. C и затем (14-60 мин) повышали до 75 град. C. С увеличением экспозиции выход сухих веществ возрастал с 1,8% (0 мин) до 3,2% (60 мин). В результате проведенного корреляционного и регрессионного анализов установили, что повышение температуры сказывается на выходе сухих веществ отрицательно, а увеличение экспозиции – положительно, причем сила последнего влияния более существенна. Сделан вывод, что наибольшая эффективность действия ультразвука достигается при некотором (до 72-75 град. C) снижении температуры раствора относительно ее начальной величины (85 град. С).

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Shcherbinin, V.V. | Zakharenko, A.M. | Davydenko, N.I. | Ul'yanova, G.S.

Одним из способов обеспечения длительной сохранности плодов является сушка. Качество плодов зависит от множества факторов, в том числе от условий сушки и их помологического сорта. Цель проведенного исследования – определение влияния параметров сушки плодов шиповника помологического сорта Десертный на характеристики качества готового продукта. Объектом исследования послужили образцы сушеных плодов шиповника. Свежесобранные плоды обезвоживали с помощью сушки воздухом при температурах 50; 60 и 70 град. C, скорости воздушного потока 0,5; 1,0 и 1,5 м/с до достижения влажности 12%. Методы исследований – общепринятые, стандартные. Установлено, что органолептические характеристики, нутриентный состав плодов шиповника, в том числе биологически активные вещества, зависят от температуры, скорости воздушного потока и продолжительности их сушки. Наилучшие качественные характеристики имела продукция, обезвоживание которой осуществлялось при температуре воздуха 50 град. C, скорости воздушного потока 1,5 м/с в течение 25 ч. Сушеные плоды шиповника содержат не менее 6,0% пищевых волокон, 780 мг/100 г аскорбиновой кислоты, 250 мг/100 г суммы фенольных веществ и 33,6 мг/100 г бета-каротина. Срок годности сушеной продукции – 24 мес. при условии хранения в ящиках из гофрированного картона при температуре не выше 20 град. С и относительной влажности воздуха не более 75%. | Drying is one of the ways to ensure the long-term keeping quality of fruits. The fruits quality depends on many factors, including drying conditions and pomological variety. The study aim is to determine the drying parameter influence of the rosehip fruits of the pomological variety 'Dessertny' on the quality characteristics of the finished product. The study object is samples of dried rosehip fruits. The freshly harvested fruits were dehydrated by air drying at temperatures of 50, 60 and 70 deg C, air flow rates of 0.5, 1.0 and 1.5 m/s till reaching the 12%-humidity. Research methods are common, standard. It was revealed that the organoleptic characteristics, the nutrient rosehip fruits composition, including biologically active substance contents, depend on temperature, air flow velocity and drying duration. The products, exposed to the dehydration at an air temperature of 50 deg C, an air flow velocity of 1.5 m/s for 25 hours, demonstrated the best quality characteristics. Dried rosehip fruits contain at least 6.0% dietary fiber, 780 mg/100 g of ascorbic acid, 250 mg/100 g of phenolic substances and 33.6 mg/100 g of beta-carotene. The shelf life of dried products is 24 months according as it is stored in corrugated boxes at a temperature not exceeding 20 deg C and air relative humidity of not more than 75%.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Stepneva, E.V. | Pankrat'eva, N.A. | Chugunova, O.V. | Kryukova, E.V. | Leiberova, N.V.

The sous vide technology is a method of cooking food in vacuum sealed bags at a relatively low, precisely controlled temperature. The expediency of using this technology to extend the shelf life of fish semi-finished products was justified. Experiments were carried out with Pacific humpbacked salmon fillets. Fillet pieces were poached by the traditional method in a vacuum bag (t 100 deg. C), as well as using the sous vide technology in a vacuum bag at t 55 deg. C and at t 75 deg. C. As a result of the sous vide technology application, the losses during heat treatment decreased from 18-21 to 9-12%, and the nutritional value of the product increased due to increment in the contents of unsaturated omega-3 fatty acids, fluorine, B vitamins, iodine, amino acids (histidine, phenylalanine, tryptophan). According to microbiological indicators, the finished dish "Poached humpbacked salmon (fillet)" met the safety standards both immediately after cooking and after storage at t 0-4 deg. C for 6 h. An increase in the number of microorganisms in samples prepared using the sous vide technology for 6 h was 0.64 and 0.48% (in the control sample – 44.1%). According to the organoleptic parameters, all samples met the standards, but ones prepared using the sous vide technology were characterized with juiciness. The conclusion has been made about a possibility of increasing the shelf life of fish semi-finished products through the use of the sous vide technology. | Технология sous vide – способ приготовления продуктов питания в вакуумных герметичных пакетах при относительно низкой, точно контролируемой температуре. Обосновывали целесообразность использования этой технологии для продления сроков годности рыбных полуфабрикатов. Опыты проводили с филе горбуши тихоокеанской. Кусочки филе припускали традиционным способом (t 100 град. С), традиционным способом в вакуумном пакете (t 100 град. С), а также по технологии sous vide в вакуумном пакете при t 55 град. С и при t 75 град. С. В результате применения технологии sous vide потери при тепловой обработке сократились с 18-21 до 9-12%, а пищевая ценность продукта возросла: увеличилось содержание ненасыщенных жирных кислот группы омега-3, фтора, витаминов группы B, йода, аминокислот (гистидина, фенилаланина, триптофана). По микробиологическим показателям готовое блюдо "Горбуша (филе) припущенная" соответствовало нормам безопасности как сразу после приготовления, так и после 6 ч хранения при t 0-4 град. С. Прирост числа микроорганизмов в образцах, приготовленных по технологии sous vide, за 6 ч составил 0,64 и 0,48% (в контрольном образце – 44,1%). По органолептическим показателям все образцы соответствовали нормам, но приготовленные по технологии sous vide отличались сочностью. Сделан вывод о возможности увеличения сроков годности рыбных полуфабрикатов за счет применения технологии sous vide.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Borychev, S.N. | Kashirin, D.E. | Simdyankin, A.A. | Uspenskij, I.A. | Yukhin, I.A.

The purpose of the research is to determine the effect of temperature conditions on the consumption of honey by a bee colony and to substantiate the parameters of the proposed electrical device for heating and ventilation of the hive. The productivity of a bee colony and the amount of honey consumption by bees depend on habitat conditions, including climatic factors. The ability to influence the temperature inside the hive by introducing electrified means of artificial microclimate maintenance has not been studied enough and is a promising area of research in beekeeping. According to experiments conducted in apiaries, the forced maintenance of the optimal microclimate in the bee nest made it possible to strengthen the bee colony by 37%, increase the brood and get seasonal savings of honey up to 16 kg per hive. Based on the studies to determine the feed consumption of a bee colony, depending on the outdoor temperature, an empirical equation was obtained, and a relationship was derived to calculate the required power of a device that maintains the microclimate in the hive. The results of numerical modeling of the required power of the device for maintaining the microclimate in a beehive of single- and double-wall execution are determined. At an outside temperature of +5 deg С, the calculated required power of the heating element for single- and double-walled hives will be 0.3 kW and 0.1 kW, respectively, and at +35 deg С, the corresponding loads on the ventilation device will be 0.25 and 0.08 kW, the total operating time of the heating element and the ventilation device is from 35 to 135 hours, depending on the design of the hive and the setting of the switching mode. The amount of electricity consumed by the device to maintain the microclimate in the beehive per season will be 11-14 kW*h, and the cost of electricity consumed will not exceed 2% of the annual effect of saving honey by reducing its consumption by bees. This does not take into account the additional effect of strengthening the colony and increasing the brood as a result of maintaining optimal temperature conditions. | Цель исследований – определение влияния температурных условий на расход меда пчелиной семьей и обоснование параметров предлагаемого электрического устройства обогрева и вентиляции улья. Продуктивность пчелиной семьи и количество потребления меда пчелами зависят от условий обитания, в том числе климатических факторов. Возможность повлиять на температуру внутри улья путем внедрения электрифицированных средств искусственного поддержания микроклимата изучена недостаточно и является перспективным направлением исследований в пчеловодстве. По данным опытов, проведенных на пасеках, принудительное поддержание оптимального микроклимата в пчелином гнезде позволило усилить пчелиную семью на 37%, повысить расплод и получить сезонную экономию меда до 16 кг на улей. На основе исследований по определению расхода корма пчелиной семьей в зависимости от температуры наружного воздуха было получено эмпирическое уравнение и выведена зависимость для расчета потребной мощности устройства, поддерживающего микроклимат в улье. Определены результаты численного моделирования потребной мощности устройства для поддержания микроклимата в пчелином улье одно- и двустенного исполнения. При наружной температуре +5 град. С расчетная требуемая мощность нагревательного элемента для одно- и двустенного ульев составит 0,3 кВт и 0,1 кВт соответственно, а при +35 град. С соответствующие нагрузки на вентилирующее устройство составят 0,25 и 0,08 кВт, суммарное время работы нагревательного элемента и устройства вентиляции – от 35 до 135 ч в зависимости от конструкции улья и настройки режима включения. Количество электроэнергии, затрачиваемой устройством для поддержания микроклимата в пчелином улье за сезон, составит 11-14 кВт*ч, а стоимость затраченной электроэнергии не превысит 2% годового эффекта от экономии меда за счет сокращения его потребления пчелами. При этом не учитывается дополнительный эффект от усиления семьи и повышения расплода в результате поддержании оптимальных температурных условий.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation