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 по результатам реализации проекта:

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 05.03.2024.
Помог ли вам материал?
0    0