Електромагнітний метод та система контролю газового середовища для підвищення зберігання плодів : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.11.17 - Біологічні та медичні прилади і системи

Abstract

При існуючих способах зберігання яблук: звичайна, регульована, модифікована атмосфери не забезпечують захист плодів яблунь від різних хвороб. З аналізу літературних джерел виходить, що значна частка втрат плодів (до 40%) в період зберігання походить від фізіологічних і грибкових хвороб. Основною причиною розвитку захворювань і зниження якості плодів є (дихання плодів) надмірне накопичення етилену всередині плодів і навколишньому середовищі. У дисертаційній роботі на основі теоретичних і експериментальних досліджень створено інформаційну електромагнітну технологію і електронну систему контролю газового середовища для тривалого зберігання яблук. В результаті теоретичних досліджень було встановлено, що для блокування дихання яблука необхідно обробляти електромагнітним випромінюванням з параметрами: частота 33,5-36ГГц; потужність випромінювання Р0= 1,2Вт; експозиція t=20с. Для блокування дихання яблук електромагнітним випромінюванням була розроблена установка в яку входять: генератор дифракційного випромінювання, що працює в діапазоні частот 33-37ГГц; дві антени з розміром 397х600мм, в розкрив яких вставлені Е-поляризовані дифракційні грати з періодом 2,5 мм. Для контролю дихання яблук, в процесі їх тривалого зберігання, була розроблена резонаторна диференційна система з наступними технічними даними: номінальна частота кварцового генератора 100 МГц; відносне значення середньої нестабільності частоти кварцового генератора в нормальних умовах при встановленій температурі не більше 10-7 за 10-3 с; верхня межа переналаштування частоти вимірювального кварцового генератора не менше 200 кГц; номінальна частота резонаторів 75ГГц; добротність резонаторів не менше 4870; чутливість вимірювань 6 10 по   . Для частотних дискримінаторів був використаний відкритий резонатор (ВР) з параметрами: апертура дзеркал 38мм; радіус кривизни сферичного дзеркала 38 мм; відстань між дзеркалом RL  .768,0 Виробничий досвід показує, що вплив ЕМ випромінюванням на яблука забезпечує їх збереження протягом 6 місяців в умовах зовнішнього середовища, температура 200 С при тиску 1,01х105 н/м 2. Біохімічний аналіз показав, що обробка яблук перед закладанням на зберігання електромагнітним випромінюванням з встановленими параметрами не змінює якості плодів і не впливає на їх хімічний склад. Економічна ефективність від застосування електромагнітної технології для тривалого зберігання яблук склала приблизно 12000 грн на 1т.

При существующих способах хранения яблок: обычная, регулируемая, модифицированная атмосферы не обеспечивают защиту плодов яблони от различных болезней. Из анализа литературных источников следует, что значительная доля потерь плодов (до 40%) в период хранения происходит от физиологических и грибковых болезней. Основной причиной развития заболеваний и снижения качества плодов является (дыхание плодов) избыточное накопление этилена внутри плодов и окружающей среде. В диссертационной работе на основе теоретических и экспериментальных исследований создана информационная электромагнитная технология и электронная система контроля газовой среды для длительного хранения яблок. В результате теоретических исследований было установлено, что блокировку дыхания яблок необходимо обрабатывать электромагнитным излучением с параметрами: частота 33,5-36ГГц; мощность излучения Р0=1.2Вт; экспозиция t=20с. Для блокировки дыхания яблок электромагнитным излучением была разработана установка в которую входят: генератор дифракционного излучения, работающий в диапазоне частот 33-37 ГГц; две антенны с размером 397 х 600 мм, в раскрыв которых вставлены Е-поляризованные дифракционные решётки с периодом 2,5мм. Для контроля дыхания яблок, в процессе их длительного хранения, была разработана резона-торная дифференциальная система со следующими техническими данными: номинальная частота кварцевых генераторов 100 МГц; относительное значение средней нестабильности частоты кварцевых генераторов в нормальных условиях при установившейся температуре не более 10-7 за 3 10 с.; верхний предел перестройки частоты измерительного кварцевого генератора не менее200кГц; номинальная частота резонаторов 75ГГц; добротность резонаторов не менее 4870; чувствительность измерений по 6 10  . Для частотных дискриминаторов был использован открытый резонатор (ОР) с параметрами: апертура зеркал 38мм; радиус кривизны сферического зеркала 38мм; расстояние между зеркалами - RL  768,0 . Производственный опыт показывает, что воздействие ЭМ излучения на яблоки обеспечивает их сохранность в течение 6 месяцев в условиях внешней среды, температура 200 С при давлении 1,01 х105 н/м 2 Биохимический анализ показал, что обработка яблок перед закладкой на хранение электромагнитным излучением с установленными параметрами не изменяет качества плодов и не влияет на их химический состав. Экономическая эффективность от применения электромагнитной технологии для длительного хранения яблок составить около12000грн на 1т

Existing methods of storing apples are based on normal, regulated, modified atmospheres. These methods do not provide protection for apple fruits from various diseases. From the analysis of literature sources it was concluded that a significant proportion of fruit losses (up to 40%) during storage are from physiological and fungal diseases. The main reason for the development of diseases and the decrease in the quality of the fruit is the excessive accumulation of ethylene inside the fruit and the environment (due to respiration of the fruit). In this dissertation an information electromagnetic technology and electronic control system for the gas environment for long-term storage of apples were developed based on theoretical and experimental research. As a result of theoretical studies it was calculated that the blocking of respiration of apples must be treated with electromagnetic radiation with the parameters: frequency of 33.5-36 GHz; radiation power Р0= 1.2W ; exposure t = 20 s. To block the breathing of apples by electromagnetic radiation a device was developed which included: a diffraction radiation generator which was operating in the frequency range 33-37 GHz; two antennas with a size of 397x600 mm, in the opening of which E-polarized diffraction gratings with a period of 2.5 mm were inserted. To control the breathing of apples, during their long-term storage, a resonator differential system was developed with following parameters: the nominal frequency of the quartz oscillators is 100 MHz; the relative value of the average instability of the frequency of quartz generators under normal conditions at a steady temperature not more than 10-7 for 10-3 s; the upper limit of frequency tuning of the measuring quartz generator is not less than 200 kHz; the nominal frequency of resonators 75 ГГц; quality of resonators not less than 4870; measurement sensitivity 10-6 by . An open resonator (OR) was used for frequency discriminators with the following parameters: aperture of mirrors 38mm; radius of curvature of the spherical mirror 38mm; distance between mirrors RL  .768,0 Production experiment showed that effect of EM radiation on apples ensures their safety for 6 months in an environment with the temperature 200 С under pressure 1,01х105 N/m2 . Biochemical analysis showed that the processing of apples prior to laying for storage with electromagnetic radiation with established parameters does not change the quality of the fruit and does not affect their chemical composition. Economic efficiency from the application of electromagnetic technology for long-term storage of apples was around 12000 UAH per ton.