Разработка макетных образцов технологических устройств и научной аппаратуры для электроимпульсного воздействия на биологические объекты
Номер гранта: | 07-08-97607 |
Область научного знания: | фундаментальные основы инженерных наук |
Тип конкурса: | (р_офи)(р_офи) региональные конкурсы ориентированных фундаментальных исследований
|
Год выполнения: | 2007г. |
Руководитель: | Усов А. Ф. |
Статус заявки: | поддержана |
Аннотация к заявке:
В сельскохозяйственном производстве России значительны потери продукции из-за несовершенства технологии выращивания, сбора, хранения и переработки. В производстве зерновых недобор продукции обусловлен снижением урожайности из-за сорняков; в производстве технических культур высоки потери продукции на стадии е уборки из-за неодновременного поспевания; в производстве растительных травяных кормов для животноводства значительной потеря продукции и снижение ее качества происходит в процессе естественной сушки в условиях неблагоприятной погоды, что особенно свойственно северным территориям.
Выявлены возможности решения этих проблем использованием электроимпульсного способа биоповреждения растительных тканей импульсами высокого напряжения небольшой мощности, приводящими к разрушению клеточных мембран.
Работами Кольского научного центра РАН и Кольского филиала Петрозаводского государственного университета (дипломные работы студентов) показана эффективность использования опыта КНЦ РАН в разработке электротехнического обеспечения электроимпульсного способа разрушения материалов для создания электротехнических устройств электроимпульсного способа биоповреждений.
В процессе работы предполагается разработать макетные образцы технологических установок электроимпульсного биоповреждения для наиболее актуальных для северных условий направлений промышленного сельскохозяйственного и индивидуального садово-огородного производств. В частности, в целях ускорения сушки кормовых трав, уничтожения сорных растений, ускорения сокоотдачи при переработке плодов ягодных культур и др.
Предполагается разработать макетный образец аппаратурного комплекса для научных исследований по электроимпульсному воздействию на биологические объекты различной природы как метода электропорации клеток (протопластов) для образования временных пор в протопластах или получения гибридных и цибридных продуктов, адресной доставки генетического материала в клетки и получения трансгенных растений.
Аннотация к отчету:
Сельскохозяйственное производство в зоне рискованного земледелия, а это значительная часть территории России, нуждается в совершенных технологиях, повышающих эффективность выращивания, уборки и хранения продукции растениеводства, снижающих потери продукции из-за неблагоприятных географических и климатических условий. Проблема растительных кормов в Мурманской области стоит крайне остро, производство и сохранение растительных кормов в условиях неблагоприятных погодных условий представляет особую проблему. Местное производство пищевой сельскохозяйственной продукции составляет лишь 10-20% от нужного. Обеспеченность грубыми кормами за счет собственного производства составляет порядка 13 %. Об уровне потерь кормов за счет неблагоприятных климатических условий можно судить по тому, что урожайность трав на сено в Мурманской области почти в 1,5 раза ниже, чем в средней полосе. Работы в конечном итоге направлены на повышение уровня жизни людей и, прежде всего, северян за счет улучшения продуктов и культуры питания. Здоровое питание жителей Крайнего Севера определяется долей в рационе свежей диетической, биологически активной продукции, и что, крайне важно, выращенной непосредственно в данной географической зоне, в месте их проживания. А это значит, что на Севере должно быть производительное сельское хозяйство, а животноводство должно быть обеспечено местными кормами.
Был изучен материал по физическим основам электрических способов биоповреждения и их использованию в технологиях заготовки, хранения и переработки различного растительного сырья. Хорошие возможности для решения этих проблем имеет электроимпульсный способ биоповреждения растительных тканей, основанный на использовании воздействия в виде кратковременных импульсов электрического поля высокой напряженности при ограниченной мощности импульса (один из вариантов электрического биоповреждения).
Сделан аналитический обзор промышленных технологий заготовки, хранения и переработки растительных кормов в животноводстве с целью выявления возможных объектов использования ЭИ–БИО и обоснование задач по созданию электротехнологических комплексов. Выполненный анализ показал, что использование электроимпульсного способа воздействия на биологические объекты с целью ускорения сушки может быть применено на разных видах кормов, с возможной вариацией места включения электроимпульсной обработки. Применение электроимпульсных биовоздействий может преследовать цель ускорения сушки во избежание гниения травы в валках в условиях ненастной погоды, так и под навесом при вывозе травы непосредственно сразу после скашивание. Сенаж и силос обрабатывается непосредственно при закладке в сенажные или силосные ямы. Предложены принципиальная технологическая схема электротехнологического комплекса, методика расчета основных энергетических и технологических параметров процесса, выполнены расчеты и обоснован выбор электротехнического оборудования установки для постановки опытной проверки.
Проблема использования способа для уничтожение сорной растительности рассмотрена на примере разработки электрокультиватора для биопрополки сорных растений в дачном варианте. Особенность электрической схемы установки электроимпульсной биопрополки применительно к этому случаю состоит в использовании в качестве исходного источника энергии аккумуляторной установки. Предложена методика расчета, обоснована схема и выполнены расчеты основных энергетических и технологических параметров процесса, обоснован выбор электротехнического оборудования установки для постановки опытной проверки.
Дальнейшим этапом работ, является создание макетных образцов установок и проведение экспериментальной проверки технологии и исследований для совершенствования электротехнического обеспечения технологии.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. По состоянию на 20.05.2024