Научный архив: статьи

Статья посвящена решению комплексных задач в общей проблеме перехода отечественных предприятий АПК к технологическому суверенитету развития отрасли. В статье использованы результаты теоретических и прикладных исследований процессов электромагнитной механоактивации в области переработки материалов. Представлена отечественная технология, проанализированы способы процесса электромагнитной механоактивации и методы их реализации в электромагнитных механоактиваторах (ЭММА) -аппаратах, созданных коллективом авторов, включенных в зарегистрированную в реестре СПб ведущую научную школу. Отмечено, что дефицит от импортной сырьевой базы обусловлен недостатком ингредиентов и добавок при производстве конкурентоспособной продукции, в том числе и в кормопроизводстве. Доказана возможность интенсификации операционной схемы производства комбинированной кормовой добавки для лактирующих коров по технологии содержания в этой смеси двух компонентов - рыжикового жмыха и бишофита в соотношении: 92% рыжикового жмыха и 8% бишофита. Получено уравнение кинетики для двухкомпонентной смеси рыжикового жмыха и бишофита, определены коэффициенты уравнения кинетики, определяющие как степень измельчения исходного материала и скорости механоактивации, так и измельчаемость продукта. Предложено использование объективного показателя энергозатратности процесса механоактивации, полученного из анализа уравнений кинетики. Установлена закономерность увеличения относительного показателя энергозатратности с увеличением времени механоактивации. Относительный показатель энергозатратности с увеличением времени механоактивации эквивалентен для всех исследуемых аппаратов. Представленные результаты позволяют проводить моделирование промышленных аппаратов - электромагнитных маханоактиваторов в лабораторных условиях. При этом подтверждена гипотеза о возможности интенсификации классической схемы производства кормовой добавки для лактозных коров путем совмещения стадий механоактивации в одном аппарате - ЭММА.

Областью применения фитооблучателя является экспериментальная светокультура. Фитооблучатель обеспечивает исследователю возможность получения новых закономерностей роста и развития выращиваемых растений. Его конструкция включает опорный каркас, шарниры, панели радиаторов, светодиоды, подъемный и поворотный тросы, крепления, ролики, электродвигатель, блок питания, гибкий многожильный кабель, блок дистанционного управления, корзину, рамки, защитные экраны, барабаны, шестерни, электрические тормоза, тросоукладчик, электромагнитную муфту, датчик расстояния, камеру, пульт дистанционного управления. За счет своих конструктивных признаков фитооблучатель обеспечивает управление параметрами световой среды: интенсивностью, спектральным составом, суточным режимом облучения, распределением потока по облучаемой поверхности, направлением потока в пространстве, поляризованностью и когерентностью потока. Исследованы зависимости создаваемой фитооблучателем облученности на горизонтальной поверхности от угла наклона панелей, высоты подвеса и осевой силы излучения. Выявлено, что увеличение угла наклона панели приводит к смещению максимума облученности в сторону и снижению интенсивности в центральной точке. Высота подвеса оказывает значительное влияние на облученность, снижая её интенсивность с увеличением высоты. Осевая сила излучения определяет абсолютные значения облученности, сохраняя форму распределения. Полученные результаты согласуются с теоретическими моделями косинусного светораспределения и законом обратных квадратов. Предлагаемое техническое решение допускает управление большим количеством параметров в исследованиях по светокультуре, что обеспечивает возможность получения новых закономерностей роста и развития растений в контролируемой среде. Исследование имеет практическое значение для оптимизации систем облучения в светокультуре и фотобиологии, где требуется контроль параметров световой среды.

Автоматизация процессов в агропромышленном комплексе (АПК) становится одним из приоритетных направлений технологического развития современной сельскохозяйственной отрасли, где внедрение систем автоматического управления позволяет существенно повысить эффективность производственных процессов, снизить влияние человеческого фактора и минимизировать операционные затраты. Целью данного исследования является разработка инновационных схемотехнических решений для контрольно-управляющих устройств (КУУ) с интегрированным источником питания, при этом в работе применены комплексные методы схемотехнического моделирования, компьютерного анализа и экспериментальных исследований с особым вниманием к вопросам надежности и энергоэффективности разрабатываемых систем. В ходе исследования разработана комплексная система управления с функцией диспетчеризации, обеспечивающая централизованное управление группой КУУ, где ключевым элементом конструкции стал AC/DC-преобразователь на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ), обеспечивающий высокую эффективность преобразования энергии и точное регулирование параметров электропитания, а также включающий модули ввода-вывода для подключения различных датчиков и исполнительных механизмов, блок обработки данных с поддержкой удаленного мониторинга, защитные схемы от перегрузок и коротких замыканий, интерфейс для интеграции с существующими автоматизированными системами. Экспериментальные исследования подтвердили высокую эффективность предложенных технических решений, при этом внедрение разработанного контроллера позволяет повысить стабильность работы автоматизированных систем, снизить энергетические потери на 15-20%, обеспечить адаптивное управление технологическими процессами, упростить процесс интеграции с существующими системами автоматизации и повысить общую надежность производственных процессов. Разработанное контрольно-управляющее устройство с интегрированным источником питания и поддержкой диспетчеризации открывает широкие возможности для модернизации агропромышленного комплекса, особенно перспективно в системах управления теплицами, зернохранилищами, молочными фермами и другими сельскохозяйственными объектами, где его внедрение способствует повышению конкурентоспособности агропромышленного сектора, снижению себестоимости продукции и улучшению качества производственных процессов, а дальнейшее развитие направления может включать расширение функциональных возможностей контроллера и оптимизацию энергопотребления.