AGRIS - 

2023

Kurchenko, V.P. | Golovach, T.N. | Chudnovskaya, E.V. | Shramko, M.I. | Alieva, L.R. | Lodygin, A.D. | Evdokimov, I.A.

Milk whey proteins, especially beta lactoglobulin (BLG), exhibit allergenic properties. A decrease in the allergenic potential of milk proteins can be achieved by removing BLG from whey.Such cationic polysaccharide as chitosan was used as a selective sorbent for binding whey BLG. Up to 95% of BLG was isolated from whey and whey protein concentrate using an original chitin-containing chromatographic sorbent. The isolated BLG was used for the production of a hypoallergenic product. A critical conformational change in the BLG molecule occurs at 63 deg. C, when the content of beta-pleated layers decreases by 19%. Under effect of a temperature of 80 deg. C almost complete unfolding of the molecule occurs that leads to its irreversible conformational changes. With heat treatment, the antigenic properties of BLG are preserved, which is associated with linear antigenic determinants. To increase the depth of BLG proteolysis and obtain low molecular weight peptides, it was subjected to preliminary thermal denaturation in the range of 60 to 99 deg. C. The denatured protein heat-treated at various temperatures was fermented with alkalase. According to the results of electrophoretic analysis, it is shown that the depth of hydrolysis of denatured BLG increases linearly with an increase in the temperature of its thermal destruction. The degree of proteolysis by alkalase of native BLG is about 50% and increases to 80% in the case of its preheating to 80 deg. C. A comparative analysis of the composition of peptides of fermented hydrolysates of native BLG and thermodenatured at 80 deg. C was carried out by the HPLC. The resulting product contained more than 50 low molecular weight peptides. The immunoreactivity of the hydrolysate is reduced by 4 orders of magnitude relative to the native BLG. Due to this it can be used as a hypoallergenic component in functional foods. | Белки сыворотки молока, особенно бета-лактоглобулин (бета-ЛГ), проявляют аллергенные свойства. Снижение аллергенного потенциала молочных белков может быть достигнуто удалением бета-ЛГ из молочной сыворотки. В качестве селективного сорбента для связывания бета-ЛГ молочной сыворотки использован катионный полисахарид – хитозан. С использованием оригинального хитинсодержащего хроматографического сорбента из молочной сыворотки и концентрата сывороточных белков выделено до 95% бета-ЛГ. Выделенный бета-ЛГ использовался для получения гипоаллергенного продукта. Критическое конформационное изменение в молекуле бета-ЛГ наступает при 63 град. С, когда на 19% уменьшается содержание бета-складчатых слоев. Под действием температуры 80 град. С происходит практически полное разворачивание молекулы, что ведет к ее необратимым конформационным изменениям. При термической обработке сохраняются антигенные свойства бета-ЛГ, что связано с линейными антигенными детерминантами. Для повышения глубины протеолиза бета-ЛГ и получения низкомолекулярных пептидов он подвергался предварительной термической денатурации в диапазоне от 60 до 99 град. С. Термизированный при различных температурах денатурированный белок ферментировали алкалазой. По результатам электрофоретического анализа показано, что глубина гидролиза денатурированного бета-ЛГ линейно увеличивается с ростом температуры его термодеструкции. Степень протеолиза алкалазой нативного бета-ЛГ составляет около 50% и возрастает до 80% в случае его предварительного нагревания до 80 град. С. Методом ВЭЖХ проведен сравнительный анализ состава пептидов ферментированных гидролизатов нативного бета-ЛГ и термоденатурированного при 80 град. С. В полученном продукте выявлено более 50 низкомолекулярных пептидов. Иммунореактивность гидролизата снижена на 4 порядка по отношению к нативному бета-ЛГ. Благодаря этому он может быть использован в качестве гипоаллергенного компонента в функциональных продуктах питания.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Samojlov, A.V. | Suraeva, N.M. | Zajtseva, M.V.

Thermal methods of cooking legumes significantly increase the quality characteristics of the product but may negatively affect the functional properties. The study purpose was to evaluate the effect of boiling (for 10, 30 and 60 min), steaming (for 10 and 30 min) and microwave cooking (for 4 min) on the microstructure of green pea seeds. The packaged frozen product was used in the work. Light microscopy of cytological preparations of seed coat cells (hypoderm) and cotyledon storage tissue (parenchyma) was carried out. The effect of 3 types of heat treatment of frozen green peas was evaluated in terms of the identified microstructural changes in the cells of the hypodermis and parenchyma. After defrosting peas (control), plastids with chlorophyll in the hypodermis cells were bright green in color, iodine-stained rounded starch grains present in the parenchyma cells had clear boundaries. When seeds were boiled for 10 and 30 min, as well as processed in a microwave oven, the amount of chlorophyll in the plastids of hypodermal cells did not decrease, and the bright green color of these organelles was preserved. After boiling for 1 h, this pigment was partially lost in the samples. The maximum negative microstructural changes occurred in the peas during steaming. Change in the color of plastids to olive was noted in these samples. It is an indicator of conversion of chlorophylls a and b into pheophytins and pyropheophytins. The progressive process of increasing the volume of starch grains until they merge with each other began after 30 min of boiling and 10 min of steaming the peas. The effect of microwave treatment was associated not only with starch gelatinization, but also with the destruction of cell walls. The optimal method of heat treatment of peas is boiling for 10 min. In this case, the pigments are well preserved, and the glycemic index of the product does not increase in comparison with the raw material. | Термические способы приготовления зерна бобовых культур значительно повышают качественные характеристики продукта, но могут негативно влиять на функциональные свойства. Цель исследования - оценка влияния отваривания (10, 30 и 60 мин), обработки паром (10 и 30 мин) и воздействия волн СВЧ (4 мин) на микроструктуру семян зеленого гороха. В работе использовали пакетированный замороженный продукт. Проведена световая микроскопии цитологических препаратов клеток оболочки семян (гиподерма) и запасающей ткани семядолей (паренхима). Влияние трех видов тепловой обработки замороженного зеленого гороха оценивали с точки зрения выявленных микроструктурных изменений в клетках гиподермы и паренхимы. После размораживания гороха (контроль) пластиды с хлорофиллом в клетках гиподермы были ярко-зеленого цвета, окрашенные йодом округлые зерна крахмала, присутствующие в клетках паренхимы, имели четкие границы. При кипячении в течение 10 и 30 мин, а также СВЧ-обработке, количество хлорофилла в пластидах гиподермальных клеток не уменьшилось, их ярко-зеленый цвет сохранился. После отваривания в течение 1 ч этот пигмент в образцах был частично утрачен. Максимальные негативные микроструктурные изменения происходили в горохе в процессе его обработки на пару. В этих образцах была отмечена смена цвета пластид на оливковый, что свидетельствовало о преобразовании хлорофиллов a и b в феофитины и пирофеофитины. Прогрессирующий процесс увеличения объема крахмальных зерен вплоть до их слияния друг с другом начинался после 30 мин кипячения и 10 мин обработки паром гороха. Влияние СВЧ-нагрева было связано не только с клейстеризацией крахмала, но и с разрушением клеточных стенок. Оптимальным способом термической обработки гороха признано отваривание в течение 10 мин. В этом случае пигменты хорошо сохраняются, а гликемический индекс продукта по сравнению с сырьем не увеличивается.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Pavlov, M.V. | Karpov, D.F.

The research purpose is to find, predict and regulate the temperature and moisture regime of the soil for the conditions of radiant heating of cultivation facilities with dark-type ceiling infrared emitters. A system of differential equations composed both in dimensional and dimensionless forms is presented. It is reflecting the relationship between thermal and mass transfer processes in colloidal capillary-porous bodies in the case of surface radiant heating. A partial analytical solution of this system of differential equations for a semi-bounded body is considered with the exclusion of the phenomenon of thermal and thermal conductivity and steam diffusion processes. On the example of milling peat considering the initial data, the solution of the boundary value problem of heat and mass transfer by the method of sources is obtained, which is one-dimensional non-stationary fields of moisture content and temperature. It is established that under the given initial and boundary conditions, as well as taking into account the thermophysical properties of milling peat, the required moisture content will be achieved in six hours, the required temperature in three hours. By adjusting the thermal power of the infrared radiation source, and therefore the intensity of moisture evaporation from the soil surface into the environment, it is possible to control the rate of heating and drying of the layer, for example, to determine the time or frequency of soil watering. To clarify the values of moisture content and soil temperature by coordinate and over time, it seems expedient to consider analytical solutions that took into account not only basic processes of heat and mass diffusion but also attended ones. | Цель исследований – нахождение, прогнозирование и регулирование температурно-влажностного режима почвы для условий лучистого отопления культивационных сооружений с применением потолочных инфракрасных излучателей темного типа. Представлена система дифференциальных уравнений (в размерном и безразмерном видах), отражающая взаимосвязь тепловых и массообменных процессов в коллоидных капиллярно-пористых телах в случае поверхностного лучистого обогрева. Рассмотрено частное аналитическое решение данной системы дифференциальных уравнений для полуограниченного тела при исключении явления термовлагопроводности и пародиффузионных процессов. На примере фрезерного торфа с учетом исходных данных получено решение краевой задачи тепломассопереноса методом источников, представляющее собой одномерные нестационарные поля влагосодержания и температуры. При заданных начальных и граничных условиях, а также с учетом теплофизических свойств фрезерного торфа достижение требуемого значения влагосодержания произойдет через 6 ч, температуры – через 3 ч. Регулируя тепловую мощность источника инфракрасного излучения, а значит, и интенсивность испарения влаги с поверхности почвы в окружающую среду, можно управлять скоростью прогрева и сушки слоя (например, для определения времени или периодичности полива почвы). Для уточнения значений влагосодержания и температуры почвы по координате и во времени представляется целесообразным рассмотрение аналитических решений, учитывавших не только основные, но и сопряженные процессы диффузии теплоты и массы.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Petrashev, A.I. | Klepikov, V.V.

Domestic tractor generator G1000V was chosen as a mobile power source for heating viscous protective materials applied during storing and preservation of agricultural machinery. The generator drive from tractor power takeoff shaft rotating left reversive negatively affects the ventilation and cooling of its body and leads to a decrease in power. Studies of the thermal mode of generator operation under a load of 620 W have shown that during normal (right) rotation of the fan wheel, the generator housing heats up by 10 deg. C, that is, up to 32 deg. C. The housing heats up to 60 deg. C during reverse (left) rotation, and the power reduces by 4%. P The cooling efficiency of the generator with radial blades is practically the same as cooling with forward inclined blades in reverse application. Changes in the configuration and parameters of the wheel with radial blades are made in reverse application to improve the cooling of the generator housing. Cutting wheel ribs by 1/3 of the height and the protrusions on the periphery of the flange with the blades bent by 20 deg to the left made it possible to reduce the generator heating temperature by 13 deg. C. The backward bending of the ends of the radial blades at an angle of 40-45 deg. to the radius of the wheel contributed to a decrease in the temperature of the generator housing by 18 deg. C. The parameters of the rational configuration of the fan wheel for the G1000V generator were obtained as a result of the research. The use of such a wheel provided a 2.8-fold reduction in the thermal load on the generator during reverse use on a mounted conservation unit and ensured its stable temperature operation regime (about by 20 deg. higher that the environmental temperature). | Тракторный отечественный генератор Г1000В выбран в качестве мобильного источника энергии для нагрева вязких защитных материалов при консервации с.-х. машин. Привод генератора от вала отбора мощности трактора с реверсивным вращением вала влево отрицательно влияет на вентиляцию и охлаждение его корпуса, приводит к снижению мощности. Исследования теплового режима работы генератора под нагрузкой 620 Вт показали, что при нормальном (правом) вращении колеса вентилятора корпус генератора нагревается на 10 град. С, т. е. до 32 град. С. При реверсивном (левом) вращения колеса корпус нагревается до 60 град. С, а мощность снижается на 4%. При реверсивном применении эффективность охлаждения генератора радиальными лопатками практически не отличается от охлаждения лопатками с наклоном вперед. Для улучшения охлаждения корпуса генератора Г1000В при реверсивном применении выполнены изменения конфигурации и параметров колеса с радиальными лопатками. Обрезка ребер колеса на 1/3 высоты и выступов на периферии фланца со сгибом лопаток на 20 градусов влево позволили снизить температуру нагрева генератора на 13 град. С. Загиб назад концов радиальных лопаток под углом 40-45 градусов к радиусу колеса способствовал уменьшению температуры корпуса генератора на 18 град. С. В результате проведенных исследований получены параметры рациональной конфигурации колеса вентилятора для генератора Г1000В. Применение такого колеса обеспечило снижение в 2,8 раза тепловой нагрузки на генератор при реверсивном применении на навесном консервационном агрегате и обеспечило стабильный температурный режим его работы (примерно на 20 град. выше температуры окружающей среды).

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Sviridenko, G.M. | Shishkina, A.N. | Kalabushkin, V.V. | Uskova, E.E.

This research featured physicochemical and rheological properties of natural cheeses after a thermomechanical treatment. The tests included hard cheeses with a high curd scalding temperature, unripened and mature semi-hard cheeses with a low curd scalding temperature; unripened and mature semi-hard low-fat cheeses; unripened and mature semi-hard cheeses with a low curd scalding temperature and advanced lactic acid process; semi-hard cheeses with a high curd scalding temperature; semi-hard blue cheeses; semi-hard and soft cheddar cheeses; soft cheeses; brined cheeses a low curd scalding temperature and without curd scalding. The thermal treatment procedure involved citrate-phosphate emulsifying salt and water. A set of tests made it possible to measure such parameters as mass fractions of moisture and fat, active acidity, elastic modulus, dynamic viscosity, and loss tangent. Citrate-phosphate emulsifying salts increased the buffer capacity and stabilized the active acidity of all the samples but blue and cheddar cheeses. Emulsifying salts and water reduced the fat content by 2–7%. The thermization also reduced the elastic modulus, dynamic viscosity, and the ratio of the loss modulus to the elastic modulus, i.e., loss tangent. The indicators depended on the type of cheese. The greatest reduction occurred in hard cheeses with a high curd scalding temperature; unripened and mature semi-hard cheeses with a low curd scalding temperature; mature semi-hard cheeses with a low curd scalding temperature and a lot of lactic acid; semi-hard cheeses with a high curd scalding temperature; semi-hard blue cheeses; semi-hard chaddar cheeses. The thermomechanical processing of natural raw cheeses helped to reduce their density while increasing elasticity, plasticity, and cohesiveness. In this research, thermization affected the physicochemical and rheological profile of various cheeses, which made it possible to obtain high-quality functional thermized pizza cheeses. | Представлены результаты исследования изменения физико-химических и реологических показателей различных видовых групп натуральных сыров после их термомеханической обработки. Изучались твердые сыры с высокой температурой второго нагревания, полутвердые сыры с низкой температурой второго нагревания, формуемые из пласта (незрелые и зрелые) – образцы 1 и 2; полутвердые сыры пониженной жирности (незрелые и зрелые) – образцы 3, 4; полутвердые сыры с низкой температурой второго нагревания и повышенным уровнем молочнокислого процесса, формуемые насыпью (незрелые и зрелые) – 5, 6; полутвердые сыры с высокой температурой второго нагревания – 7; полутвердые сыры с плесенью – 8; полутвердые и мягкие сыры с чеддеризацией сырной массы – 9 и 10; мягкие сыры – 11; рассольные сыры с низкой температурой второго нагревания и без второго нагревания – 12 и 13. При выработке термизированных сыров применяли различные виды натуральных сыров, цитратно-фосфатную эмульгирующую соль и воду. В сырах определяли массовую долю влаги, жира, активную кислотность, модуль упругости, динамическую вязкость и tg delta. Установлено, что цитратно-фосфатные эмульгирующие соли увеличивают буферную емкость и стабилизируют активную кислотность термизированных сыров, за исключением образцов 8, 9, 10. Применение эмульгирующих солей и воды в процессе обработки приводит к уменьшению жирности на 2–7%. В процессе термизации происходит снижение модуля упругости, динамической вязкости и соотношения модуля потерь к модулю упругости (tg delta). Изменение показателей зависит от вида сыра-сырья. Наибольшее снижение происходит у образцов 1, 2, 3, 7–10. Термомеханическая обработка натуральных сыров-сырья способствует уменьшению плотности, появлению эластичности, пластичности и несвязности термизированных сыров. Таким образом, в результате термизации происходят значимые изменения физико-химических и реологических характеристик, что влечет за собой изменение функциональных свойств термизированных сыров для пиццы.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Upadyshev, M.T.

Основными методами оздоровления плодовых культур от вирусов в настоящее время являются суховоздушная термотерапия, культура меристем и хемотерапия, которые необходимо осуществлять применительно к определенным видам вирусов, биологическим особенностям культуры и сорта. Цель исследований – изучение действия препарата Фармайод на биометрические, физиологические параметры и выход свободных от основных вредоносных вирусов растений груши в процессе суховоздушной термотерапии. Оздоровление растений груши сортов Летняя Забава, Золотой Витязь, гибридов Р-11-9, Р-10-3 и Р-2-4 от вредоносных латентных вирусов бороздчатости древесины яблони, ямчатости древесины яблони, хлоротической пятнистости листьев яблони мозаики яблони проводили в 2020-2021 гг. при температуре 38 град. С в течение 3 месяцев с применением термокамеры конструкции ФНЦ Садоводства. Биометрические параметры у растений груши зависели от сортовых особенностей, длительности терапии и концентрации препарата Фармайод. На большинстве изученных сортов и форм через 3 месяца термотерапии препарат Фармайод в концентрации 1 мл/л способствовал увеличению длины одного побега растений груши в 1,4-3,1 раза по сравнению с контролем. В условиях термокамеры по комплексу показателей наибольшей жаростойкостью характеризовались гибриды груши Р-11-9 и Р-10-3, средней жаростойкостью – сорта Летняя Забава и Золотой Витязь, низкой – гибрид Р-2-4. Для более жаростойких сортов и форм был характерен более сдержанный рост побегов в длину по сравнению с менее жаростойкими. Установлена средняя отрицательная существенная на 5%-ном уровне значимости корреляция между содержанием воды в листьях и длиной одного побега (r=-0,52). Выход свободных от вирусов растений груши зависел от вида вируса. Выход свободных от 4 основных вредоносных вирусов растений груши в результате суховоздушной термотерапии без применения препарата Фармайод составил 50%, с применением – 60%. | Currently, the main methods of virus elimination in fruit crops are dry-air thermotherapy, meristem culture and chemotherapy. These methods of recovery must be carried out in relation to certain types of viruses, the biological characteristics of the crop and variety. The purpose of the research is to study the effect of the Pharmaiod preparation on biometric, physiological parameters and the release of harmful viruses-free pear plants in the process of dry-air thermotherapy. Improvement of pear plants of varieties 'Letnyaya Zabava', 'Zolotoy Vityaz', hybrids R-11-9, R-10-3 and R-2-4 from harmful latent viruses of Apple stem grooving virus, Apple stem pitting virus, Apple chlorotic leaf spot virus, Apple mosaic virus were carried out in 2020-2021 at the temperature of 38 deg. C for 3 months using a thermal chamber designed by the Federal Horticultural Research Centеr for Breeding, Agrotechnology and Nursery. Biometric parameters in pear plants depended on varietal characteristics, the duration of therapy and the concentration of the Pharmaiod preparation. In most of the varieties and forms studied, after 3 months of thermotherapy, the Pharmaiod preparation at a concentration of 1 ml/l contributed to an increase in the length of 1 shoot of pear plants by 1.4-3.1 times compared with the control. Under the conditions of a thermal chamber, according to a set of indicators, pear hybrids R-11-9 and R-10-3 were characterized by the highest heat resistance; medium heat resistance was shown by 'Letnyaya Zabava' and 'Zolotoy Vityaz' varieties; low – by R-2-4 hybrid. Higher heat-resistant varieties and forms were characterized by a more restrained growth of shoots in length compared to lower heat-resistant ones. An average negative significant correlation at the 5% significance level was established between the water content in the leaves and the length of 1 shoot (r=-0.52). The yield of pear plants free from 4 major harmful viruses as a result of dry-air thermotherapy without the use of the Pharmaiod preparation was 50%, with the use of the drug it was 60%.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Aleksandrova, A.A. | Dulepova, Yu.M. | Sinitsin, A.A.

Рассматривается вариант применения солнечного водонагревателя. При определении технологических параметров устройства для нагрева воды за счет солнечной энергии в основу расчетов легли следующие данные: суточная норма воды, мощность солнечного излучения, существующая система водоснабжения. Проанализированы различные технические параметры солнечного водонагревателя, а именно – параметры нагреваемой поверхности в виде профилированного металлического листа; определены данные по объему воды, приходящегося на один м2 солнечного водонагревателя; необходимый объем воды для технологических процессов на животноводческом объекте; температура воды, нагреваемой за 1 ч на 1 м2 водонагревателя; площадь солнечного водонагревателя. Опираясь на выявленные преимущества и недостатки профилированных металлических листов для конструирования солнечного водонагревателя, для исполнения опытного образца солнечного водонагревателя был применен профиль марки НС-44-1000. В результате получили следующие технологические параметры: объем воды,приходящийся на один м2 – 19,8 л; время нагрева необходимого объема воды 141,5 л – 6,5 ч; площадь солнечного нагревателя из профилированного металлического листа – 7,1 м2. Лабораторными испытаниями определено, что использование профиля НС-44-1000 дает более равномерный нагрев поверхности, чем применение других исследуемых образцов. Конструктивные особенности водонагревателя дают возможность получить максимальное количество солнечной радиации за счет того, что непоглощенная солнечная радиация отражается на соседних ребрах. | A variant of using a solar water heater is considered. When determining technological parameters of a water heater due to solar energy, the following data were the basis for calculations: the water daily rate, solar radiation power, existing water supply system. Solar water heater's various technical parameters were analyzed, namely, parameters of heated surface in the form of a profiled metal sheet; data on the volume of water per m2 of the solar water heater were determined; water volume required for technological processes at a livestock facility; water temperature boiled for 1 h per 1m2 of water heater; solar water heater's area. Based on identified advantages and disadvantages of profiled metal sheets for designing a solar water heater, to provide a solar water heater prototype, the NS-44-1000 brand profile was used. As a result, the following technological parameters were obtained: water volume per m2 is 19.8 l; heating time of required water volume of 141.5 l is 6.5 h; solar heater area made of profiled metal sheet is 7.1 m2. Laboratory tests have determined that the use of the NS-44-1000 profile gives more uniform heating of the surface than the use of other test samples. The water heater design features make it possible to obtain the maximum amount of solar radiation due to the fact that unabsorbed solar radiation is reflected on adjacent ribs.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Apazhev, A.K. | Shekikhachev, Yu.A. | Dzuganov, V.B. | Fiapshev, A.G. | Shekikhacheva, L.Z. | Fiapshev, B.A.

The purpose of the research is to ensure the maximum yield of biofertilizer by optimizing the parameters and operation modes of the biogas plant. Various waste products can be used to produce biogas. In the biogas production from crop waste, to ensure a higher rate of methanogenesis, it is necessary to introduce waste with a high nitrogen content into the feedstock, for example, chicken droppings or pig manure. As a result of the theoretical studies carried out, experimental biogas plant equipped with a digester capacity of 3.5 m3 was designed and manufactured, that operating in the thermophilic mode of anaerobic digestion. The mixing and heating devices are combined into one unit namely a heat exchanger-mixer, which allows heating the entire substrate batch due to rotation. To establish the optimal design parameters and operating modes of the biogas plant, a multifactorial experiment was carried out and regression equations were compiled. Checking the adequacy of the regression equation according to the Fisher criterion showed that it adequately describes the process under study. In order to establish the optimal values of the main factors that will ensure the highest yield of biogas, a system of differential equations has been compiled on the basis of the equation. The reproducibility of the experiment was verified according to the Cochran test. The maximum daily yield of biofertilizer (0.26 m3) is provided with the following optimal design and operating parameters of the developed biogas plant: temperature of the process of thermophilic anaerobic digestion of the substrate TP = 54.4 deg. С; the duration of mixing of the substrate tP = 17.2 min, the rotational speed of the heat exchanger-mixer nТ = 7.6 rpm. The results obtained confirm the high efficiency of the technology for obtaining biofertilizer from various organic wastes in a biogas anaerobic digestion plant. | Цель исследований – обеспечение максимального выхода биоудобрения путем оптимизации параметров и режимов работы биогазовой установки. Для получения биогаза можно использовать различные отходы. При производстве биогаза из отходов растениеводства для обеспечения более высокой скорости метаногенеза необходимо внесение в биомассу отходов с высоким содержанием азота, например, куриного помёта или свиного навоза. В результате проведенных теоретических исследований была спроектирована и изготовлена экспериментальная биогазовая установка с вместимостью метантенка 3,5 м3, работающая в термофильном режиме анаэробного сбраживания. Перемешивающее и нагревательное устройства объединены в один узел – теплообменник-мешалку, что позволяет нагревать всю массу субстрата за счёт его вращения. Для установления оптимальных конструктивных параметров и режимов работы биогазовой установки был проведен многофакторный эксперимент и составлены уравнения регрессии. Проверка адекватности уравнения регрессии согласно критерию Фишера показала, что оно описывает исследуемый процесс адекватно. С целью установления оптимальных значений основных факторов, которые обеспечат наибольший выход биогаза, на основании уравнения составлена система дифференциальных уравнений. Воспроизводимость эксперимента проверена согласно критерию Кохрена. Максимальный суточный выход биоудобрения (0,26 м3) обеспечивается при следующих оптимальных конструктивно-режимных параметрах разработанной биогазовой установки: температура процесса термофильного анаэробного сбраживания субстрата ТП = 54,4 град. С; длительность перемешивания субстрата tП = 17,2 мин, частота вращения теплообменника-мешалки nТ = 7,6 об/мин. Полученные результаты подтверждают высокую эффективность технологии получения биоудобрения из различных органических отходов в биогазовой установке анаэробного сбраживания.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

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.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Kuz'michev, A.V. | Tikhomirov, D.A. | Khimenko, A.V.

Эффективность инженерных систем по обеспечению жизнедеятельности животных определяется возможностью создания требуемых условий в местах содержания животных во взаимодействии с внешними температурными параметрами среды обитания. Цель исследования – рассмотреть физическую модель распределения тепловых потоков в зонах отдыха поросят, разработать структурную схему энергетического оборудования локальных установок для поддержания заданного теплового режима. Исследовали теоретические модели описания комфортного теплового режима для молодняка животных. Проанализировали физическую модель теплопередачи "животное–окружающая среда". Определили границы области изменения теплового потока для создания комфортных условий содержания разных возрастных групп поросят. Контактный способ обогрева поросят характеризуется высокой технологической и энергетической эффективностью. При расположении молодняка на нагретой до требуемой температуры поверхности значительно уменьшается отток теплоты от тела животного в пол, предупреждается переохлаждение жизненно важных органов. Нормальная жизнедеятельность животного возможна в пределах ограниченного диапазона температуры поверхности площадок в местах их расположения, температурный фактор служит ключевым. Следует генерировать определенный уровень тепловой энергии с изменяемым направлением теплового потока в термодинамической системе "животное–среда". Обосновали необходимость разработки принципиально новых технических средств с изменяемым направлением тепловых потоков. Разработали структурную схему локального энергетического оборудования для поддержания заданного теплового режима в зоне расположения поросят с изменяемым тепловым потоком в системе "животное–окружающая среда". Результаты исследования служат основой проектирования и выбора режимов работы теплоэнергетического оборудования, в том числе с использованием термодинамических модулей Пельтье. | The effectiveness of engineering systems to ensure the vital activity of animals is determined by a possibility of creating the required conditions in places where animals are kept in interaction with the external temperature parameters of the habitat. The research purpose is to consider the physical model of the heat flows distribution in piglets' recreation areas, developing the structural diagram of the power equipment of local installations to maintain a given thermal mode. There was studied the use of theoretical models for describing a comfortable thermal mode for young animals. The physical model of "animal-environment" heat transfer was analyzed. There were determined the boundaries of the area of heat flow change to create comfortable conditions for keeping piglets of different age groups. The contact method of heating piglets is characterized by high technological and energy efficiency. When the young animals are located on a surface heated to the required temperature, the outflow of heat from the animal's body to the floor is significantly reduced; hypothermia of vital organs is prevented. The normal vital activity of the animal is possible within a limited range of the surface temperature in their locations, the temperature factor is the key. A certain level of thermal energy should be generated with a variable direction of the heat flow in the "animal-environment" thermodynamic system. The necessity of developing fundamentally new technical means with a variable direction of heat flows has been substantiated. A structural scheme of local power equipment for maintaining a given thermal regime in the area of piglets with a variable heat flow in the "animal-environment" system has been developed. The results of the study serve as a basis for the design of operating modes of thermal power equipment, including using Peltier hermodynamic modules.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation