Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

 
Изобретения в сельском хозяйстве Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах Посадка, посев, удобрение Уборка урожая, жатва Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство Новые виды растений или способы их выращивания Производство молочных продуктов Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство Поимка, отлов или отпугивание животных Консервирование туш животных, или растений или их частей Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения Машины или оборудование для приготовления или обработки теста Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия

Способ определения степени повреждения тканей свежеубранных растительных материалов при подготовке их к обезвоживанию

 
Международная патентная классификация:       A01G A23L G01N

Патент на изобретение №:      2311632

Автор:      Илясова Светлана Аркадьевна (RU), Жилкин Владимир Михайлович (RU), Мищенко Сергей Владимирович (RU)

Патентообладатель:      Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ) (RU)

Дата публикации:      10 Января, 2006

Начало действия патента:      5 Июля, 2004

Адрес для переписки:      392000, г.Тамбов, Советская, 106, ТГТУ, патентный отдел


Изображения





Изобретение относится к способам оперативной оценки степени повреждения тканей свежеубранных растительных материалов при подготовке их к обезвоживанию и может применяться на сокоперерабатывающих, фармацевтических предприятиях, предприятиях кормопроизводства, в пищевой и сахарной промышленности. Сущность разработанного способа заключается в следующем. Степень повреждения тканей свежеубранных растительных материалов Sx при подготовке их к обезвоживанию предлагается определять через величину отклонения значения фазы х электрического сигнала на электродах первичного измерительного преобразователя, установленного на выходе из аппарата технологической подготовки материалов к обезвоживанию, от значения фазы 0 электрического сигнала на электродах первичного измерительного преобразователя, установленного на входе в тот же аппарат, приведенную к величине наибольшей возможной разности фаз 0- для данного конкретного растительного материала после максимально возможного воздействия на этот материал повреждающего технологического фактора по формуле

Способ позволяет повысить оперативность и точность определения степени повреждения тканей растительных материалов при подготовке их к обезвоживанию, а также дает возможность реализации его в промышленных технологических потоках. 3 ил.

Изобретение относится к способам оперативной оценки степени повреждения тканей свежеубранных растительных материалов при подготовке их к обезвоживанию и может применяться на сокоперерабатывающих, фармацевтических предприятиях, предприятиях кормопроизводства, в пищевой и сахарной промышленности.

Подготовка свежеубранных растительных материалов к обезвоживанию проводится с целью интенсификации последующего процесса обезвоживания обрабатываемого сырья и заключается в максимально возможном повреждении влагонесущих клеток растительных материалов разрушающими технологическими факторами.

На данный момент известны следующие методы оценки жизнеспособности растительных тканей: метод коэффициента поляризации и метод оценки жизнеспособности растительной ткани по величине степени ее повреждения.

Основа методов заключается в определении электрических характеристик растительных тканей в зависимости от их жизнеспособности. С уменьшением жизнеспособности растительных клеток изменяются их активные и емкостные составляющие электропроводности. Это обусловлено тем, что нарушаются полупроницаемые свойства клеточных мембран и происходит вытекание внутриклеточного сока в межклеточное пространство, то есть наблюдается частичное или полное нарушение жизненных функций клеток. Следовательно, электрические характеристики растительных тканей могут быть использованы для оценки степени их жизнедеятельности, повреждения или порчи как живого биологического объекта.

Известен способ определения жизнеспособности растительных тканей методом электропроводности, заключающийся во введении в растение электродов, подачу на них электрического сигнала и измерении изменения электропроводности тканей (Авторское свидетельство СССР №893179, кл. А01G 7/00, 1981).

Недостатками способа являются:

- зависимость электропроводности растительных материалов от погодных условий, поверхностной влаги и фазы вегетации растений;

- показатель не приведен к максимально возможному значению обработки, что осложняет определение степени повреждения тканей растительных материалов.

Известен способ обнаружения порчи плодов, заключающийся во введении в растение электродов, подачу на них электрического сигнала и измерении длительности заднего фронта выходного сигнала (Авторское свидетельство СССР №1130255, кл. А01G 7/00, 1984).

Недостатками способа являются:

- зависимость показателя от формы заднего фронта импульса, глубины погружения электродов, амплитуды импульса;

- показатель не приведен к максимально возможному значению обработки, что осложняет определение степени повреждения тканей растительных материалов.

Также известен способ определения жизнеспособности растительных клеток методом оценки степени повреждения растительных тканей (Стативкин Е.В. Интенсификация процесса сушки винограда предварительной электроимпульсной обработкой - Дис... канд. тех. наук. - Ташкент, 1985. - 221 с. (см. стр.62-69)), заключающийся в измерении величин полных электрических сопротивлений Z 1 и Z2 растительного объекта на одной и той же частоте до и после воздействия повреждающего фактора соответственно и в вычислении степени повреждения растительных тканей S как отношения этих измеренных величин

Недостатками способа являются:

- невысокая точность измерений за счет значительного влияния на результаты измерений внешних природных и технологических факторов, например поверхностной влаги;

- показатель не приведен к максимально возможному значению обработки, что осложняет определение степени повреждения тканей растительных материалов;

- невозможно предсказать максимально возможное значение степени повреждения растительных материалов.

Техническая задача изобретения - повышение оперативности и точности определения степени повреждения тканей растительных материалов при подготовке их к обезвоживанию, а также возможность реализации способа в промышленных технологических потоках.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе предусматривается воздействие на растительный материал повреждающего фактора и определение параметров электрических сигналов в растительном материале, причем определяемыми параметрами являются значения сдвига фаз прямоугольных электрических сигналов типа меандр на электродах первичных измерительных преобразователей относительно сигналов на сравнительных резисторах до и после воздействия повреждающего фактора на растительный материал и последующее вычисление степени повреждения тканей свежеубранного растительного материала по формуле

где Sx - степень повреждения тканей свежеубранного растительного материала;

x - сдвиг фазы прямоугольного электрического сигнала на электродах первичного измерительного преобразователя относительно сигнала на сравнительном резисторе после воздействия на материал повреждающего фактора;

0 - сдвиг фазы прямоугольного электрического сигнала на электродах первичного измерительного преобразователя относительно сигнала на сравнительном резисторе до воздействия на материал повреждающего фактора;

- значение фазы прямоугольного электрического сигнала на электродах первичного измерительного преобразователя после максимально возможного воздействия на материал повреждающего фактора.

Сущность разработанного способа заключается в следующем. Степень повреждения тканей свежеубранных растительных материалов при подготовке их к обезвоживанию предлагается определять через величину отклонения значения фазы x электрического сигнала U ПИП2 на электродах первичного измерительного преобразователя, установленного на выходе из аппарата технологической подготовки материалов к обезвоживанию, от значения фазы 0 электрического сигнала U ПИП1 на электродах первичного измерительного преобразователя, установленного на входе в тот же аппарат, приведенную к величине наибольшей возможной разности фаз 0- для данного конкретного растительного материала после максимально возможного воздействия на этот материал повреждающего технологического фактора по формуле (1).

Фаза является удобной для измерения электрической величиной. При измерении фазы сигнала учитывается изменение двух параметров: величины электрической емкости и величины электрического активного сопротивления тканей растительного материала. За величину целевого значения фазы принимаем ноль ( =0), так как В«идеально подготовленныеВ» растительные материалы - это материалы с полностью разрушенными биологическими влагоудерживающими свойствами протоплазмы после максимально возможного воздействия на материал повреждающего фактора. В рабочем диапазоне частот измерения В«идеально подготовленныеВ» растительные материалы характеризуются только величиной активного сопротивления электрическому току. Выражение для определения степени повреждения тканей свежеубранного растительного материала (1) с учетом рассмотренного эффекта принимает вид

Если растительный материал по каким-то причинам на стадии подготовки оказался необработанным, то x= 0, и степень повреждения тканей свежеубранного растительного материала равна нулю

Если живой растительный материал в процессе подготовки полностью разрушен, то x= =0, и степень повреждения тканей свежеубранного растительного материала достигает максимального значения, равного единице

Таким образом, из формул (3) и (4) видно, что величина степени повреждения тканей свежеубранного растительного материала может принимать значения в интервале

Так как величина Sx безразмерна и является отношением фактического сдвига фазы для данного конкретного материала в момент его обработки к величине максимально возможного сдвига фаз этого же материала, то использование значений 0 и позволяет учесть влияние на измеряемую характеристику Sx погодных условий, вида растений и фазы вегетации растений и других исходных факторов, таким образом, в способе определения степени повреждения тканей свежеубранных растительных материалов при подготовке их к обезвоживанию реализуется задача минимизации чувствительности к изменениям неконтролируемых (мешающих) факторов.

Предлагаемый способ реализуется устройством, представленным на фиг.1. Устройство содержит генератор переменного электрического напряжения 1, контроллер 2, включающий в себя интерфейс вывода измерительной информации 3, дисплей 4 и интерфейс ввода измерительных сигналов 5; два первичных измерительных преобразователя 6 (ПИП1 и ПИП2), два сравнительных резистора 7 (R 1cp и R2cp), два резистора-делителя 8 (R1дел и R2дел) и аппарат технологической подготовки растительного материала к обезвоживанию 9, через который проходит поток растительного материала 10.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Генератор переменного электрического напряжения 1, вырабатывая электрические сигналы типа меандр, питает две параллельные замкнутые цепи и измерительные электроды двух первичных измерительных преобразователей 6. С целью повышения оперативности ведения процесса и возможности применения способа в промышленных технологических потоках первичные измерительные преобразователи 6 установлены по ходу непрерывного потока растительного материала 10 до и после аппарат технологической подготовки к обезвоживанию 9. Поток необработанного растительного материала проходит через первичный измерительный преобразователь ПИП1 на технологическую обработку в аппарат технологической подготовки растительного материала к обезвоживанию 9, а далее уже обработанный растительный материал из аппарата поступает на второй первичный измерительный преобразователь ПИП2. Измерительные сигналы снимаются: со сравнительного резистора R1cp (сигнал UR1cp), с первичного измерительного преобразователя ПИП1 (сигнал U1ПИП), со второго сравнительного резистора R2cp (сигнал U R2cp), со второго первичного измерительного преобразователя ПИП2 (сигнал U2ПИП) и подаются на интерфейс ввода измерительных сигналов 5 контроллера 2. Контроллер 2 определяет значение сдвига фаз 0 и x и рассчитывает степень повреждения тканей свежеубранного растительного материала S x по формуле (1).

Для наглядности на фиг.2, а) приведен вид сравнительного сигнала UR1cp, снимаемого со сравнительного резистора R1cp. Передний фронт электрического сигнала типа меандр, снимаемый со сравнительного резистора R1cp, пересекает линию калиброванного опорного напряжения Uk под прямым углом, что позволяет более точно определить точку пересечения и момент времени t для этого пересечения.

Вид кривой напряжения электрического сигнала U1ПИП с первичного измерительного преобразователя ПИП1 приведен на фиг.2, б).

Момент пересечения переднего фронта кривой U 1ПИП с линией калиброванного опорного напряжения U k обозначен t0 (фиг.2, в)).

На фиг.3, а) приведен вид сравнительного сигнала U R2cp, снимаемого со сравнительного резистора R 2cp.

Вид кривой напряжения электрического сигнала U2ПИП, снимаемого с ПИП2, приведен на фиг.3, б).

Момент пересечения переднего фронта кривой U 2ПИП с линией калиброванного опорного напряжения U k обозначен tx (фиг.3, в)).

При равенстве измеряемых напряжений URlcp и U1ПИП заданному уровню калиброванного опорного напряжения Uk (U k=0) отсчитывается временной интервал t 0-t. Значение сдвига фазы 0 измерительного сигнала U 1ПИП с периодом Т связано с этим временным интервалом общеизвестной формулой

где 0 - начальное значение сдвига фазы электрического сигнала U1ПИП на электродах ПИП1 относительно сигнала UR1cp на сравнительном резисторе R1cp; Т - период электрического сигнала; t0 - временной интервал между передними положительными фронтами сигналов UR1cp и U1пип, К - константа при постоянной частоте измерения.

Аналогично на ПИП2. При равенстве измеряемых напряжений UR2cp и U2пип заданному уровню калиброванного напряжения U k (Uk=0) отсчитывается временной интервал tx-t. Значение сдвига фазы x измерительного сигнала U 2ПИП с периодом Т связано с этим временным интервалом общеизвестной формулой

где х - фактическое значение сдвига фазы электрического сигнала U2ПИП на электродах ПИП2 относительно сигнала UR2cp на сравнительном резисторе R2ср; Т - период электрического сигнала; tx - временной интервал между передними положительными фронтами сигналов UR2cp. и U2ПИП; К - константа при постоянной частоте измерения.

Повышение точности измерений достигается за счет питания схемы прямоугольными электрическими сигналами типа меандр с периодом Т. Такое питание по сравнению с синусоидальным напряжением уменьшает погрешность измерения моментов времени пересечения измерительных сигналов U1ПИП и U2ПИП с линией калиброванного опорного напряжения Uk, которые используются для определения сдвигов фаз на первичных измерительных преобразователях ПИП1 и ПИП2 относительно сравнительных сигналов U R1cp и UR2cp, поступающих со сравнительных резисторов R1cp и R2cp соответственно.

Основным преимуществом заявленного способа по сравнению с известными является повышение оперативности и точности определения степени повреждения тканей свежеубранных растительных материалов при подготовке их к обезвоживанию и возможность непосредственного применения данного способа в промышленных технологических потоках.

Экспериментальная проверка заявленного способа показала его работоспособность. Предварительная оценка величины погрешности степени повреждения тканей растительных материалов составила 3%. При этом частота электрических сигналов типа меандр изменялась в интервале от 1 до 10 кГц при градиентах напряжения в растительных материалах в диапазоне от 1 до 5 В/см и плотности растительных материалов в межэлектродном пространстве 1152 кг/м 3 (люцерна, фаза вегетации - перед цветением, длина резки от 30 до 50 мм).

Формула изобретения

Способ определения степени повреждения тканей свежеубранных растительных материалов при подготовке их к обезвоживанию, характеризующийся тем, что он предусматривает воздействие на растительный материал повреждающего фактора и определение параметров электрических сигналов в растительном материале, причем определяемыми параметрами являются значения сдвига фаз прямоугольных электрических сигналов типа меандр на электродах первичных измерительных преобразователей относительно сигналов на сравнительных резисторах до и после воздействия повреждающего фактора на растительный материал, и последующее вычисление степени повреждения тканей свежеубранного растительного материала по формуле

где Sx - степень повреждения тканей свежеубранного растительного материала;

х - сдвиг фазы прямоугольного электрического сигнала на электродах первичного измерительного преобразователя относительно сигнала на сравнительном резисторе после воздействия на материал повреждающего фактора;

0 - сдвиг фазы прямоугольного электрического сигнала на электродах первичного измерительного преобразователя относительно сигнала на сравнительном резисторе до воздействия на материал повреждающего фактора;

- значение фазы прямоугольного электрического сигнала на электродах первичного измерительного преобразователя после максимально возможного воздействия на материал повреждающего фактора.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Извещение опубликовано: 27.04.2009        БИ: 12/2009





Популярные патенты:

2048744 Устройство для регулирования температуры воздуха в теплице

... Башарова Н.Н. и др. "Металловедение и термическая обработка металлов", 1988 г. N 1, с. 27-28). Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение возможности плавной регулировки в широком диапазоне рабочих температур. Поставленная задача реализуется тем, что устройство для регулирования температуры, как и в прототипе, содержит поворотную раму, барабан, установленный на оси вращения рамы, проходящей через ее центр тяжести, на образующей которого с помощью гибкой связи подвешен груз, и привод поворота рамы в виде термочувствительного элемента из сплава, обладающего эффектом памяти формы. Отличием от прототипа является то, что термочувствительный ...


2049387 Инкубатор индивидуального пользования

... в устройстве переворачивания яиц и использования вместо электропривода нагревателя, с помощью которого поддерживается температура инкубации. Поставленная цель достигается тем, что в инкубаторе индивидуального пользования, содержащем нагреватель для поддержания температуры инкубации, подключенный к регулятору тока, устройство подачи команд на переворачивание яиц и приспособление для переворачивания яиц, например, в виде поворотных лотков с кривошипами, установленных в корпусе инкубатора с возможностью наклонов на углы 45о, нагреватель выполнен в виде провода, натянутого преимущественно пружиной, точка крепления провода к пружине кинематически связана с входом приспособления ...


2384038 Устройство для посадки сеянцев, выращенных в контейнерах

... трудоемкости формирования посадочного места, повышение производительности, качества посадки и эксплуатационной надежности.Поставленная цель достигается тем, что рабочий орган имеет полость цилиндрической формы и соосно надет на стержень с возможностью свободного перемещения вдоль него на длину не менее, чем глубина посадочного места, при этом стержень имеет заостренный конический конец и направляющий паз соответствующей длины, а рабочий орган - фиксирующий болт, конец которого взаимодействует с упомянутым пазом. Изобретение поясняется графически, где на фиг.1 изображено устройство для посадки сеянцев, выращенных в контейнерах, общий вид, на фиг.2 - вид А-А сечения сменных рабочих ...


2454055 Устройство для ротационного внутрипочвенного рыхления с механическим приводом

... привода, которая установлена на диске щелереза с зацеплением и внутренней промежуточной шестерней привода кольцевого щелереза и ведомой шестерней привода внутрипочвенного рыхлителя, кольцевой щелерез снабжен наружными режущими органами, расположенными между наружными режущими органами емкостями для приема грунта, при этом зубья и впадины зацепления ведущей, промежуточной внутреннего зацепления, промежуточной и ведомой шестерней привода внутрипочвенного рыхлителя выполнены попарно комплементарно поочередно слева и справа вдоль зацепления каждой шестерни, а ведущая, промежуточная внутреннего зацепления, промежуточная, центрирующая и ведомая шестерни привода рыхлителя снабжены ...


2054429 Способ получения антисептика для защиты древесины

... Воды 500 Н3ВО3 40 (СООН)2х2Н2О 0,5 Всего 740,5 Выгружено, г: Куб: Борных эфиров 185,7 в т.ч.воды 24,7 СН2О 2,0 Погон: водный слой 522,5 в т.ч.СН2О 38,9 Н3ВО3 1,3 Сумма орг.в-в 8,8 орган.слой 42,0 в т.ч.воды 5,1 СН2О 0,4 Всего: 730,2 Потери: 10,3 г (1,38% от загрузки). Таким образом, выход борнокислых эфиров составляет 82,9% в расчете на загруженные ВПП, выход формальдегида 20,65 мас. Основные результаты проведенных опытов сведены в табл.3. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИСЕПТИКА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ДРЕВЕСИНЫ взаимодействием водного раствора борной кислоты с многоатомным спиртом, отличающийся тем, что в качестве источника многоатомного спирта используют высококипящие побочные ...


Еще из этого раздела:

2472951 Машина (варианты)

2055465 Система приготовления и подачи питательного раствора в теплице

2230467 Добавка к пищевым продуктам, биоцидный препарат, 2-(1-окси- 4-гидроксифенилен)-бензохинон (варианты) и способ его получения

2435369 Гербицидные композиции

2242875 Энергосберегающий способ зимовки и содержания пчел на воле в однокорпусном улье усова

2073513 Способ профилактики технологических стрессов молодняка крупного рогатого скота

2407282 Способ выращивания корнесобственных саженцев винограда и машина для его осуществления

2157064 Способ промышленного производства миниклубней картофеля в искусственном климате культивационного сооружения (фитотроне)

2262826 Способ сташевского и.и. переработки навоза личинками синантропных мух и устройство для его осуществления

2164741 Устройство для заготовки древесины