автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Теоретические основы построения автоматических систем управления процессами производства органических компостов

Пиотровский Дмитрий Леонидович

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ПРОИЗВОДСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ КОМПОСТОВ

Специальность 05.13.06 - «Автоматизация и упразление технологическими процессами и производствами (промышленность)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Краснодар - 2007

003052251

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Асмаев Михаил Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Петраков Владимир Александрович; доктор технических наук, профессор Атрощенко Валерий Александрович; доктор технических наук, профессор Проталииский Олег Мирославович

Ведущая организация: Краснодарский филиал Всероссийского

• научно-исследовательского института зерна

Защита состоится 30 мая 2007 года в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.100.04 в ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» по адресу г. Краснодар, ул. Московская, 2А, ауд.А-229

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» Автореферат разослан " 03 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук, доцент

А.В. Власенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Концепция интенсификации сельскохозяйственного производства, в практической реализации, слабо учитывала комплекс экологических проблем, возникших в современном земледелии.

Мировой и отечественный опыт ведения сельского хозяйства свидетельствует, что на повышение плодородия почв положительно влияют удобрения, особенно органические. Однако работа по восполнению органического вещества в почве проводится некомплексно и в недостаточном объеме. Содержание гумуса в почве восполняется лишь на 50 %.

Во многих странах широкое распространение получила технология вермикомпостирования, т.е. переработки органического сырья при помощи заселения его земляными или навозными червями с целью получения органического удобрения.

Органические отходы при размножении в них червей быстро теряют неприятный запах и через короткий промежуток времени превращаются в высококачественное органическое удобрение биогумус. Промежуточным этапом перехода от навоза к биогумусу является процесс компостирования, являющийся часто вполне самостоятельным процессом.

Однако технологические процессы производства органических компостов (компоста и биогумуса) отличаются низким уровнем механизации и автоматизации, что с одной стороны, приводит к значительной доле

ручного труда, а с другой стороны - ставит в зависимость от умений, навыков, опыта обслуживающего персонала точность ведения процесса, и, как следствие, качество продукции.

Разработка и использование эффективных систем сдерживалась отсутствием адекватных динамических моделей, недостаточной изученностью процессов компостирования и вгрмикомпостирования как объектов управления вследствие существенного запаздывания, наличия неконтролируемых возмущений и аппаратной базы, при которой практическая реализация эффективных алгоритмов управления либо была принципиально невозможной, либо могла быть достигнута ценой неприемлемых затрат. Появление средств микропроцессорной техники и их эволюционное обновление на развивающемся рынке технологий автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) создают все предпосылки для применения динамических моделей объектов в системах автоматического управления (САУ) процессами производства органических компостов.

Проблеме повышения эффективности биотехнологических процессов на основе новых технологических приемов, синтеза систем с использованием методов математического моделирования, идентификации и адаптивного управления посвящены научные исследования ученых Балакирева B.C., Бирюкова В.В., Гордеева Л.С., Лапшенкова Г.И., Лубенцова В.Ф., Матвеева В.Е., Менылутиной Н.В., Уткина В.И., Цирлина А.М.,

Шубладзе A.M., Юсунбекова Н.Р. и других. Однако, отсутствие системного подхода к исследованию и методологических подходов к созданию и управлению САУ процессом производства органических удобрений снижают эффективность решений задач по автоматизации процессов производства органических компостов и делают указанную проблему весьма актуальной.

Диссертационная работа выполнена в рамках научного направления кафедры Автоматизации производственных процессов (АПП) ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» (КубГТУ) «Автоматизированное управление техническими и технологическими объектами».

Целью диссертационной работы является разработка методологических основ построения систем автоматического управления процессами производства органических удобрений.

Для достижения поставленной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

- систематизация и сравнительный анализ оборудования и АСУ процессами производства органических компостов;

- структурная идентификация объе кта исследования и разработка математической модели процесса производства органических компостов;

- постановка и решение задачи оптимального управления многостадийными процессами производства компоста и биогумуса;

- техническая реализация модернизированной системы управления процессом производства органических компостов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- получена математическая модель системы вентиляции с переменным расходом воздуха вдоль вертикальной оси реактора в процессе компостирования, обеспечивающая минимальный градиент температуры и влажности субстрата;

- получена математическая модель процесса производства органических компостов, структурно состоящая из математической модели процесса производства органического компоста и процесса производства биогумуса;

- поставлены и решены задачи оптимального управления многостадийными процессами производства компоста и биогумуса;

- научно обоснована реализация дискретных управлений для процесса производства компоста и биогумуса.

В диссертации рассмотрены основные проблемы, возникающие при автоматизации процесса производства органических компостов, сформулированы критерии, которым должна удовлетворять система автоматического управления данным процессом. Проведенный с этих позиций критический анализ промышленных систем автоматизации процессов производства органических компостов, а также существующих технических решений в этой области указал на отсутствие отвечающей всем требованиям

системы автоматического управления. В связи с этим поставленные задачи решаются применительно к разработанным биореакторам - установкам для производства компоста и биогумуса.

Практическая ценность работы заключается в разработке и внедрении комплекса технических решений по автоматизации технологических процессов производства органических компостов, а именно: в разработке технологических установок для производства органических ком-постов; в разработке комплекса алгоритмов и программно-технического комплекса для имитационного моделирования процесса производства органических компостов и синтезе оптимального управления данным процессом.

Методы исследований. Для решения поставленных в работе научных задач были использованы методы теории автоматического управления, статистического анализа данных, математического и имитационного моделирования и современные комплексы алгоритмов и программ. Полученные данные проверялись экспериментально в лабораторных и производственных условиях.

Достоверность и обоснованность полученных в диссертационной работе теоретических результатов и формулируемых на их основе выводов обеспечивается строгостью производимых математических выкладок, базирующихся на аппарате теории автоматического управления, имеющего под собой достаточно жесткую математическую основу. Справедливость

выводов относительно предложенной системы управления и алгоритмов управления подтверждена математическим моделированием и численным определением параметров модели объекта и алгоритмов идентификации с помощью экспериментальных данных промышленных процессов компостирования и вермикомпостирования. На защиту выносятся;

- математическая модель процесса производства органических компостов;

- функциональная зависимость количества воздуха, подаваемого в реактор для вентиляции в процессе компостирования вдоль вертикальной оси реактора, обеспечивающая минимальный градиент температуры и влажности субстрата;

- методологический подход к выбору оптимального управления процессом производства органических компостов;

- алгоритмы оптимального управления процессом производства органических компостов;

- структура системы управления и технические решения, принятые при реализации системы.управления;

- устройство биореактора - установки да? производства компоста;

- устройство биореактора - установки для производства биогумуса.

Реализация результатов. Результаты работы реализованы в биореакторе - установке для приготовления компоста; биореакторе - установке для приготовления биогумуса; системе автоматического управления

процессами производства органических компостов, прошедших испытания на ООО ОПХ «Пивоваренный ячмень» (Липецкая обл), ФГУ «Краснодарский экспериментальный центр биологической защиты растений», ГП Плодосовхоз «Джубгинский» и принятых в промышленную эксплуатацию. Акты проведения испытаний приведены в приложении.

Большинство теоретических положений и практических решений диссертации использовано в учебном процессе в курсе «Моделирование систем» для студентов специальности 220201 — «Управление и информатика в технических системах», читаемом автором на кафедре АПП Кубанского государственного технологического университета.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научных конференциях, а' также обсуждались на заседаниях кафедры автоматизации производственных процессов ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» и департамента сельскохозяйственной инженерии Королевского ветеринарного и сельскохозяйственного университета г.Копенгаген (Дания).

Публикации. По результатам исследований опубликованы 2 монографии, 31 статья, из них 22 - в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК России для публикаций научных работ, получено 2 патента Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, и приложений. Общий объем 369 страниц. Основная часть диссертации содержит 304 страницы машинописного текста, 41 рисунок и 17 таблиц. Библиографический список включает 295 наименований, приложения - 65 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, изложены полученные автором основные результаты проведенных исследований, показана их научная новизна, практическая значимость, отражены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены основные экологические требования, предъявляемые к животноводческим предприятиям, отражено влияние отходов деятельности животноводческих предприятий на окружающую среду, приведены основные характеристики компоста и биогумуса, как органических удобрений. Проведен патентный поиск, показавший, что используемые в настоящее время технологии и установки для производства органических, компостов имеют схожие недостатки, а именно - большой объем ручного труда, отсутствие конструктивных решений дня поддержания оптимального технологического режима, отсутствие средств рыхления перерабатываемой массы. Эти факторы приводят к удорожанию себестоимости

продукции, ухудшению ее качества, а также к сезонности работ по производству биогумуса и компоста. Кроме того, в настоящее время технологии, учитывающие динамическое изменение параметров компостирования в биореакторе, отсутствуют, что позволило сформулировать цель и задачи настоящей работы. Также проведен анализ существующих подходов к формированию систем управления биотехнологическими процессами, позволивший выбрать централизованную систему управления в качестве основы для дальнейших исследований.

Во второй главе рассмотрены вопросы математического моделирования процесса компостирования.

Наиболее важными параметрами, определяющими скорость протекания процесса биодеградации при компостировании, являются температура субстрата Т, влажность субстрата Н, концентрация кислорода Ак, тип навоза и тип органических добавок, выступающих за основу для применяемого субстрата N. Для получения качественного продукта необходимо поддержание этих параметров на заданном уровне по всему объему субстрата.

Таким образом, для процесса компостирования имеем:

Ъ ~ Г (Ы, Т, Н, Ак) —► тт,. • (1)

где Ъ - длительность технологического цикла компостирования, дни.

Оптимальные значения температуры и влажности субстрата во время компостирования известны из литературных источников для каждой

из стадий процесса компостирования. Поэтому, нами решалась задача выбора конструктивных решений по синтезу установки для производства компоста с учетом известных значений технологических параметров.

Для управления температурным режимом оптимален синтез двух методов теплообмена: теплообмен с помощью терморубашки и использование испарительного охлаждения, когда излишняя теплота удаляется в результате испарения влаги с поверхности частиц субстрата при прохождении потока воздуха системы вентиляции. Использование испарительного охлаждения ведет к высокой скорости удаления влаги из объема субстрата. При этом испаряется существенно большее количество воды, чем выделяется в результате химических реакций ферментации. Потеря влаги вызывает уменьшение влажности субстрата, что оказывает ингибирующее воздействие на рост микроорганизмов и вызывает замедление и даже полную остановку процесса компостирования. Поддержание влажности субстрата производится на основании баланса влаги в субстрате. При условии возврата конденсата обратно в биореактор, для поддержания' влажности во время процесса необходимо выполнение равенства:

¿и =(1Н -<1Н -¿Я (2)

где с1На - масса воды, поступающей с подаваемым воздухом системы вентиляции, кг; йНтп - масса воды, образующейся в результате метаболизма микроорганизмов, кг; йНт - масса добавленной в субстрат воды,

кг; dHiha - масса воды, удаляемой с отработанным воздухом системы вентиляции, кг.

Современные средства измерений позволяют обеспечить прямое измерение влажности входящего н выходящего воздуха системы вентиляции dHm и dHtba. Величина dHM,m является функцией активности микроорганизмов, которая может быть измерена методами респирометрии в виде потребления кислорода или в виде выделения углекислого газа. Таким образом, задача определения для поддержания влажности субстрата на сегодняшний день имеет практическое решение.

При охлаждении биореактора с помощью потока воздуха системы вентиляции, в активной стадии выполнение требований по поддержанию заданной температуры автоматически означает достаточную подачу кислорода в объем субстрата, поскольку скорость вентиляции, требуемая для охлаждения субстрата, намного больше требуемой для обеспечения сте-хиометрических потребностей.

Классические системы вентиляции компостируемой массы обладают свойством равномерного расхода воздуха вдоль оси биореактора. Однако, на кафедре Alill КубГТУ были проведены эксперименты и получены результаты, доказывающие эффективность использования для процесса компостирования системы вентиляции с переменным расходом воздуха вдоль вертикальной оси биореактора.

На основании математической модели, описывающей распределение температуры и влажности субстрата вдоль оси биореактора во времени для испарительного охлаждения субстрата было проведено исследование, направленное на определение эффективности использования вентиляции с переменным расходом воздуха вдоль вертикальной оси биореактора для процесса компостирования, а также был определен оптимальный закон изменения расхода воздуха вдоль оси биореактора.

Численное моделирование процесса компостирования, протекающего в биореакторе при использовании классической системы вентиляции субстрата и системы вентиляции субстрата с переменным расходом воздуха показало, что при использовании системы вентиляции с боковой подачей воздуха большая часть субстрАта находится в более однородных условиях (рисунок 1), чем при использовании традиционной системы вентиляции (рисунок 2). На основе данных численных экспериментов можно также отметить снижение вариации температуры субстрата в результате использования разработанной системы вентиляции на 3.97 °С (35%) .

I-¿¿с|

'------ ....... ,. _____

г /

/

У

Рисунок 5 - Распределение температур вдоль вертикальной оси биореактора (система вентиляции с бокоиой подачей воздуха)

Целью задачи оптимизации функции расхода воздуха системы вентиляции вдоль оси биореактора является обеспечение одинаковой скорости компостирования по всему объему субстрата. Поэтому целевую функцию можно представить в виде величины, пропорциональной площади отклонения скорости реакции в точке от усредненной вдоль осп биореактора в момент времени I:

(з)

и а

где ,/{/) - степень неоднородности скорости компостирования вдоль оси биореактора в момент времени в идеальном случае /{г)=0; /(г,{*),/) — скорость компостирования в точке х; /с/и) — среднеинтегральная скорость

1 "

компостирования вдоль оси биореактора, /срЛ)=-~ .

! \ !

« — у ----

+»г ' ------

« .......... / А

_ /

/

1 > п 0 > л > и 1- = И

Рисунок 2 - Распределение температур вдоль вертикальной оси биореактора (традиционная система вентиляции).

Скорость компостирования может быть определена как активность микробиологического метаболизма на основе известного выражения для температурной зависимости скорости метаболизма:

г (т\- ____ " № ~ ^ __________(4)

где = 25 °С, =55 °С, Т^ =70 "С - соответственно минимальная,

оптимальная и максимальная температуры для компостирования.

Для сравнения систем вентиляции с различным видом функции С(дг) необходимо использовать такой :эид критерия, который позволяет оценить накопленную неоднородность скорости реакции вдоль оси биоре-

актора с момента начала процесса:

/(0='{./(/>&-»тт. (5)

о

Для обеспечения минимальной неоднородности скорости процесса компостирования вдоль оси биореактора за некоторый интервал времени необходимо поставить и решить задачу условной оптимизации расхода воздуха системы вентиляции С(х) с целевой функцией (5).

После предположения, что функция плотности расхода воздуха яв-

Л в

ляется функцией второго порядка б(х) = —^х1 +—х+С, задания начальных

Н Н

и граничных условий, выражения коэффициента А через В, С, учета целевой функции (5) над двумерной плоскостью параметров В, С и учета ограничений типа равенства и неравенств был проведен численный эксперимент и рассчитано значение целевой! функции ./'(') (Рисунок 3). Из рисунка следует, что поверхность имеет четко выраженный миним}гм в допустимой области значений параметров В, С. Это позволяет свести задачу оптимизации к одномерной и решить методом золотого сечения. В итоге получена следующая функциональная зависимость значения параметров А, В, С, обеспечивающие минимум целевой функции • (5):

'в(х) = 0.017598х2 + 0.036538х + 0.0058656.

Исследование изменения .Л/) для сравниваемых систем показывает, 4то система вентиляции с боковой подачей воздуха обеспечивает

уменьшение степени неоднородности параметров состояния субстрата на 58% (рисунок 4).

В третьей главе рассмотрены вопросы математического моделирования процесса вермикомпостирования.

Количество биогумуса, производимого в биореакторе во время процесса вермикомпостирования зависит от температуры, влажности и параметра pli субстрата, плотности заселения субстрата верм и культурой, динамики изменения численности поггуляции вермикультуры в течение технологического цикла и количество воздуха, подаваемого в биореактор для аэрации.

а

с

Рисунок 3 — Целевая функция /*(/) над областью определения параметров ВиС

Рисунок 4 — Степень неоднородности /(с) для сравниваемых систем вентиляции

В работе рассчитано оптимальное количество воздуха, необходимого для аэрации субстрата; составлена математическая модель изменения численности популяции вермикультуры типа «Красный калифорнийский червь» во время технологического цикла производства биогумуса и на основе литературного анализа определена оптимальная плотность заселения субстрата вермикультурой.

В результате общий вид функциональной зависимости производительности биореактора от параметров субстрата имеет вид:

= Г (Т, Н, рН) —►мах, (6)

где W - количество производимого биогумуса за единицу времени, кг/ед. времени; рН - значение параметра рН субстрата; Т - температура субстрата в реакторе, °С; Н - влажность субстрата, %.

Задача максимизации количества биогумуса, производимого за единицу времени, заданная в форме (6) является слишком общей, и поэтому, для ее решения следует наложить на функцию (6) ограничения, вызываемые физической сущностью процесса. Конкретный вид функции (6) неизвестен. Объясняется это сложностью и малой математической формализацией процессов производства органических удобрений вообще, и процесса производства биогумуса, в частности. В связи-с этим использовался экспериментальный метод определения экстремальных характеристик. При этом на аргументы функции (6) наютадываются следующие ограничения: 65%< Н <85%; 15 °С < Г < 26 "С; 6 < рН < 11

Инструментом для получения экспериментальных данных для функции = 5 (Т, Н, рН) являлся эксперимент, называемый «пробой пятидесяти червей».

Для проведения эксперимента с целью оптимизации параметров САУ использовался многофакторный эксперимент с планом ДЦеффе 8x5. После проверки удовлетворительности данных экспериментов, был проведен регрессионный анализ экспериментальных данных и определен регрессионный полином, описывающий функцию (6).

В четвертой главе рассмотрены вопросы исследования и разработки алгоритмов оптимального управления процессом компостирования.

Задача синтеза системы управления процессом производства компоста в биореакторе распадается на следующие этапы:

- разработка математического описания объекта управления;

- постановка задачи оптимального управления процессом производства компоста для каждой стадии процесса компостирования;

- определение законов изменения управляющих сигналов для цифрового регулятора.

Для процесса компостирования получены математические модели объекта по каналам «подача горячей воды в терморубашку - изменение температуры компоста», «подача холодной воды в терморубашку - изменение температуры компоста», «интенсивность испарительного охлаждения - изменение концентрации кислорода», «интенсивность испарительного охлаждения - изменение температуры компоста».

В качестве переменных состояния для предлагаемой системы управления процессом компостирования были приняты: XI - температура субстрата в биореакторе; Х2 - концентрация кислорода в газовой среде биореактора; хз - масса разлагаемых органических веществ в субстрате. В качестве управляющих воздействий для процесса компостирования были приняты: У,(0 - сигнал управления исполнительным механизмом регулирующего органа, управляющего подачей горячей воды в рубашку тепло-

обменника биореактора; Уг^) - сигнал управления исполнительным механизмом регулирующего органа, управляющего подачей холодной воды в рубашку теплообменника биореактора; - сигнал управления исполнительным механизмом регулирующего органа, управляющего интенсивностью испарительного охлаждения.

Приводя полученные математические модели объекта к виду нормальных систем дифференциальных уравнений первого порядка, выраженных относительно первой производной переменной состояния, и с учетом того, что в объекте присутствуют перекрестные связи по управляющим воздействиям получаем систему уравнений, описывающих движение системы в пространстве переменных состояния:

= а\Мх\)хг +Ь2У2 +Ь4}'з +о3(х,) х2 =а2/г(х])х3 + 5зК| . (7)

Л = ~/т(х\)х:

где /г (х,) = 0.000525(1 .Обб'""201 -1.21"'-*0').

Полученная система уравнений (7), описывающая движение объекта в пространстве состояний, является нелинейной и нестационарной, поскольку уравнения системы содержат произведения переменных состояния, которые изменяются в ходе процесса. Аналитическое решение задачи «

оптимального управления, поставленной в таком виде, невозможно. Поэтому поиск оптимального управления необходимо осуществить числен-

ными методами. При этом особую важность приобретает проблема существования и оптимальности решения.

Для трех стадий процесса компостирования, подлежащих управлению (мезофильной стадии, термофильной стадии, стадии остывания) была сформирована стратегия оптимального управления.

Задача оптимального управления для мезофильной стадии процесса заключается в том, что основываясь на уравнениях движения системы (7), необходимо перевести систему из начальной точки хо(Тос, Кшах) при t=0, в конечную xi(TcaH, Kmpt) в момент времени tjcT-

На первой стадии охлаждение объекта отсутствует, т.е. Y2(t)==0. Поэтому можно преобразовать систему уравнений движения объекта:

= aJrMh +*4>з х2 =а2/г(х,)х3 +i373 (8)

¿3 = -frix^X з

Управляющие воздействия заданы в виде:

Выражения (8) - (9) представляют собой постановку задачи оптимального управления для первой стадии процесса компостирования.

Учитывая зависимость активности экзотермической реакции от температуры, а также статическую характеристику применяемого управ-

(9)

-К1Ор,)<0.05Ктр1 ■

ления по температуре (начальный нагрев до момента времени tK), темпера-

тура субстрата будет монотонно возрастать, как это представлено на рисунке 5, на интервале времени от 0 до Поскольку связь этих величин задана системой уравнения движения, для каждого момента времени однозначно определено значение температуры субстрата, равно как известно, в какой момент времени температура субстрата достигнет заданного значения.

Это позволило принять Тк в качестве новой независимой переменной и определить управление в виде зависимости от температуры субстрата:

Г,(0 =

1 т <т

К — IfilU / 1 Л\

от >т ' ^ '

Выразив уравнения движения системы в виде зависимости от новой независимой переменной Тк= xj:

С учетом выражения (11), получаем систему уравнений движения объекта в пространстве состояний:

__о2/г( *0*з +b3Y,{x2)___

dxt а, /г (х, )х3 + 6, У[ ) + ЬАУъ (;:,) + а3 ^

dx, ___-fr{x__

dxt я,/, (*,)*, +biYl(TUbia) + biY1(r2) + a3

-/=''f-^--=итт (13)

m = (Tac,KlMW,M;

X(f\cr) = (Тсан^ко/я'^Ов) as

3

и

T<tk)

о

0 OSï I3f 188 J il 3 H

Л

Рисунок 5 — Зависимость температуры от времени при выбранном управлении подогревом содержимого биореактора

Таким образом, получено нелинейное дифференциальное уравнение с коэффициентами, зависящими от Xi (12), решение которого зависит от параметра TiBbIM, и интегральный критерий качества управления (13). Для любого заданного Т^ыкл определено решение задачи Коши с начальными условиями х(0) = (7^, Ккиах, MqB ), которое в результате определяет время процесса tK (14). Теперь задача оптимального управления сводится к определению минимума интегрального критерия качества управления при изменении TiBura от Тос до Тещ,. Для такой постановки задачи был составлен алгоритм поиска оптимального управления Т'^ на интервале управления Т^.еи^Г^] с шагом AT.

IX Тяа

У Т1

/ /

/ /

Управление (Т'иык.) в виде (10) является решением задачи оптимального управления (12) - (14) для стедии разогрева процесса компостирования.

Задача оптимального управления на термофильной стадии компоста заключается в обеспечении минимума интегрального критерия отклонения параметров процесса от заданных значений Тса„ и Ккор1 в течение заданного времени ^ан--' е [11СТ;1,СТ + /САН].

Минимизируемый функционал представим в виде:

где отклонения параметров XI и х2 от заданных параметров приведены к виду безразмерных величин.

Очевидно, что при недостатке легкоусваиваемых органических веществ в исходном составе субстрата, для выполнения условий санитариза-ции может быть недостаточно энергии, выделяемой в результате биохимических процессов, и в этом случае потребуется подогрев субстрата. Таким образом, управляющие воздействия были заданы в виде:

Выражения (7,15,16) представляют собой постановку задачи оптимального управления для стадии процесса компостирования.

У,(Ое{0;1} , Г2(0е{0;1>

Г,(Ое{0-,1>

(16)

При использовании дискретного управления объектом, для поддержания заданных условий процесса необходима организация скользящего режима. Разбив временной интервал ^ на п равных частей величиной И было получено оптимальное управление процессом для кавдого интервала управления И с учетом постоянства управления на интервале.

Представим уравнение движения системы в виде:

• хг=/г{х^хг,Уг) , - л (17)

А =/з(*|»*з)

где /1(х1)х3,?;,Г2,Г3) = а,/1.(х1)'с3 +ъ\гх +ЬЛ +ВД +а3, /2(я-1>13,У3) = а2/г(д:1)дСз +Ь,У,,

/з(х1,х3) = -/г(х1)Хз.

Предполагая, что в момент времени I = 1 = 0, ..., п-1, являющийся началом очередного интервала кусочно-постоянного управления Ь, температура биореактора, концентрация кислорода и масса органических веществ в субстрате равны соответственно ж|, х'г, х3 и при известных значениях управляющих сигналов У^), Уз(0, воспользовавшись формулой численного решения задачи Коши для дифференциальных уравнений (17) и имея в качестве начальных условий значения х[, х[, х3, получаем:

1к

х?=х'2 + \Г7(х[,х\Х)сН 1/1 (/+!)* /л

Имея значения , х^1, , можно вычислить значение выражения (16) на (1+1) интервале:

./ = |

/Л

м

< сан }^

*2(0 1 Х2ор1

е//н»1шп,

(19)

, . [а, а г 0,025 ' [0, а <0,025

где <5(а)- функция активации.

Задачи минимизации отклонения температуры субстрата от заданных значений и отклонения концентрации кислорода в газовой среде биореактора от заданных значений были решены по отдельности.

Если Ти- > Тдая, то температура биореактора превысила заданный диапазон изменения. В этом случае необходимо уменьшить температуру,

оТ

для чего необходимо обеспечить —- < 0. Аналогично если Ти < Тсан, тем-

Л

пература биореактора меньше требуемого значения и для увеличения тем-

с1Т

пературы»необходимо обеспечить --^->0, как показано на рисунке 6. Аналогично решена задача минимизации отклонения концентрации кислорода в газовой среде биореактора от заданных значений. В результате был по-

строен алгоритм для вычисления оптимального управления процессом компостирования на термофильной стадии.

Тг.„ : : VI

.....,

1 « 1

0 1 и № — зь п!Жс«н 1

0 и,»и, ь зь *САИ

в ь 2И зь 1сди

Рисунок 6 - Геометрическая интерпретация минимизации отклонения температуры субстрата от заданного значения

Задача оптимального управления на стадии остывания процесса компостирования заключается в обеспечении минимума интегрального критерия отклонения параметров процесса от заданных параметров процесса Тор1 и ККор1 ДО полной деградации легкоусваиваемых органических веществ.

Минимизируемый функционал имеет вид:

\2 -1 +

К.

^г—1 Л тш

где отклонения параметров XI и х2 от заданных параметров приведены к виду безразмерных величин.

Выражения (7),(16),(20) представляют собой постановку задачи оптимального управления для третьей стадии процесса компостирования.

Из постановки задачи оптимального управления на стадии остывания процесса компостирования видно, что эта задача аналогична задаче оптимального управления на предыдущей стадии процесса компостирования. Однако здесь есть некоторые отличия:

- в задаче не определено время процесса;

- при падении активности биохимических процессов ниже заданного уровня необходимо отключить подогрев и охлаждение субстрата через рубашку теплообменника для сокращения затрат на управление.

Момент переключения в режим созревания может быть установлен по массе разлагаемых органических веществ, оставшихся в субстрате и на

практике определяется по активности биохимических реакций, косвенным «

показателем которой является выделение СО2. В качестве индикатора наступления четвертой стадии процесса компостирования предлагается использовать достижение массы разлагаемых органических веществ значения.

В результате был разработан алгоритм поиска оптимального управления на стадии остывания процесса компостирования.

В пятой главе рассмотрены вопросы исследования и разработки алгоритмов оптимального управления процессом вермикомпостирования.

Для процесса вермикомпостирования получены математические модели объекта по каналам «подача горячей воды в терморубашку - изменение температуры субстрата», «подача холодной воды в терморубашку -изменение температуры субстрата», «подача воды в биореактор -изменение влажности субстрата», «подача воздуха для аэрации- изменение влажности субстрата», «подача кислого раствора в реактор - изменение параметра рН субстрата», «подача щелочного раствора в реактор - изменение параметра рН субстрата». В качестве математического аппарата теории оптимизации использовался метод максимума Понтрягина, однако предварительно полученные выражения были приведены к системам нормальных дифференциальных уравнений вида х1 =аи +ап *х2 + е?, *У,

(21)

х2=а11*х,+аа*х2+аг*Г, где ¡=1,2;

Задача синтеза системы управления процессом производства биогумуса в биореакторе распадается к а следующие этапы: - разработка в виде (22) математического описания объекта:

*,=/(*,.•■,П. У = 1-л, (22)

где

х, - фазовые координаты управляемого объекта; fj - функции, определяющие зависимость между фазовыми координатами и управлением;

- постановка задачи оптимального управления процессом производства биогумуса;

- определение законов изменения управляющих сигналов и реализация цифрового регулятора.

Задача оптимального управления процессом нагрева содержимого биореакгора была сформулирована следующим образом. Необходимо перевести объект, описываемый системой (22) из начальной точки

в конечную t- А,х, = T0ripl,xi = 0 при минимизации функционала I = Jx, - Г„ * t)dt min (23)

о

и ограничении на управляющее воздействие 0 <= Yi <= 1 .

Гамильтониан с учетом явной зависимости функционала от времени и определенности интеграла (23) имеет вид

Н=^ГФ,*х, = Ф0*(х, ~Т0 *02 +Ф, +

i.o А

+ x2+Z2 *Yt) + 02* Z, * У, + Ф3 , (24)

где x3 = t.

Выделяя в выражении (24) члены, зависящие от У], получаем закон изменения управляющего воздействия, доставляющего максимум функции Гамильтона

\,2;*Фх+2^*Фг >0

У1=

(25)

(^'♦Ф.+^Ф^О

Для определения вспомогательных функций используется система уравнений, которая с учетом того, что ©0 =-1, имеет вид

^ = 2 * (х, - Г0 - *,) + Фх * 0; ш А

(26)

-±- = -ф

Л 1

Аналогичным образом были решены задачи оптимального управления процессом поддержания оптимального температурного режима, процессом охлаждения содержимого реактора, процессом управления влажностью содержимого реактора, процессом управления параметром рН содержимого реактора при процессе вермикомпостирования.

Определение параметров С2\ /V (для модели нагрева), а также аналогичных параметров для моделей охлаждения, увеличения и уменьшения влажности, управления параметром рН, возможно посредством минимизации функции невязки. Нахождение конечного решения в аналитическом виде представляется достаточно затруднительным из-за сложности определения общих интегралов систем характеризующих вспомога-

тельные функции Ф1 и Ф2 в любой момент времени 1, в связи с чем расчет оптимальных управлений возможен посредством решения соответствующих систем численными методами. В результате разработан алгоритм параметрической идентификации моделей управления объектом исследования и представлены блок-схемы алгоритма оптимального управления процессом производства биогумуса по температуре и влажности.

В шестой главе приводится описание разработанных на основании приведенных ранее исследований биореакторов, предназначенных для производства органических компостов. Защищенная Патентом Российской Федерации на изобретение №2109000 «Установка для приготовления биогумуса» обладает следующими преимуществами:

- возможность производства биогумуса в течении всего года;

- сокращение объемов ручного труда;

- контроль и регулирование температуры в реакторе, что приводит к повышению производительности;

- контроль и регулирование влажности субстрата в реакторе, что приводит к повышению производительности;

- научно обоснованная аэрация компоста, что приводит к облегчению режима дыхания вермикультуры.

Защищенная Патентом Российской Федерации №42821 «Установка для приготовления компоста» обладает следующими преимуществами:

- сокращение длительности технологического цикла;

- возможность производства компоста в течении всего года;

- поддержание технологических параметров компостирования на оптимальном уровне.

Проведенный подробный анализ большой группы процессов производства органических удобрений показывает, что в настоящее время отсутствуют достаточно простые, надежные и удовлетворяющие требованиям технологии системы автоматического управления и контроля, алгоритм функционирования которых основан на учете величин и характера изменения показателей качества. Реализация систем управления процессами . производства органических компостов возможна как при помощи одноуровневой системы управления, так и при помощи двухуровневой •системы управления. Причем, как показали практические испытания, использование двухуровневой системы управления целесообразно при использовании батареи биореакторов. При использовании в технологической линии одного биореактора экономически целесообразно применение локальных средств автоматики.

Разработанный комплекс технических средств можно разделить на две основные группы:

- комплекс технических средств контроля и управления процессами производства органических удобрений, основанный на локальных средствах автоматики;

- комплекс технических средств контроля и управления процессами производства органических удобрений, основанный на микропроцессорных устройствах.

В заключении обобщаются теоретические и практические результаты, полученные при выполнении диссертационной работы.

В библиографическом списке приведена литература в алфавитном порядке.

В приложениях приведены графики, расчеты, справочная информация, а также акты внедрения установки для производства органических удобрений и системы управления установкой.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В представленной диссертации изложены методологические основы автоматизированного управления процессами производства органических удобрений, содержащие математическое, методическое и алгоритмическое обеспечение автоматизированных систем управления классом объектов по производству органических компостов.

2. На основе широких аналитических и экспериментальных исследований процессов производства органических компостов показано, что объект исследования представляет собой сложную биологическую систему, подверженную влиянию различных и в общем случае случайных факторов как внешнего, так и внутреннего происхождения. Показано, что процесс производства органических компостов можно разделить на две стадии компостирования и вермикомпостирования. Предложены математические модели для каждой стадии процесса. Определены параметры, влияющие на качество процесса.

3. В работе предложена к использованшо во время процесса компостирования система вентиляции с переменным расходом воздуха, которая уменьшает градиент температуры на 35 %, а- накопленную степень неоднородности параметров состояния субстрата на 58%. При этом длительность технологического цикла компостирования сокращается на 7 %. Математическая модель системы вентиляции с переменным расходом воздуха

вдоль вертикальной оси реактора в процессе компостирования, обеспечивающая минимальный градиент температуры и влажности субстрата является научной новизной.

4. Для получения математической модели процесса вермикомпостирования использовался экспериментальный метод определения экстремальных характеристик. Анализ экспериментальных данных показал явно выраженный экстремальный характер зависимости количества производимого продукта за единицу времени от температуры, влажности и параметра рН субстрата.

В результате проведения регрессионного анализа получено выражение, описывающее функциональную зависимость количества получаемого биогумуса от температуры, влажности и параметра рН субстрата.

5. Задача синтеза системы управления процессом производства органических компостов в биореакторе распадается на следующие этапы: разработка математического описания объекта управления; постановка задачи оптимального управления процессом производства компоста для каждой стадии процесса компостирования; определение законов изменения управляющих сигналов для цифрового регулятора. Полученная система уравне-

4

ний, описывающая движение объекта в пространстве состояний, является нелинейной и нестационарной, поскольку уравнения системы содержат произведения переменных состояния, которые изменяются в ходе процес-

са. Возможность дискретного управления процессом производства органических компостов при достижении заданных показателей качества позволяет значительно упростить аппаратную часть и снизить стоимость системы автоматики, что имеет решающее значение для данного производства. При разработке системы управления процессом производства биогумуса использовался аппарат математической теории оптимальных процессов (принципа максимума Л.С. Понтрягина).

6. На практике реализация разработанных алгоритмов оптимального управления процессом компостирования, позволила на 7 % сократить длительность процесса компостирования в биореакторе, а одновременная реализация оптимального управления процессом производства биогумуса по температуре и влажности позволила на 20 % сократить длительность технологического цикла производства биогумуса для весенне-летнего сезона (апрель-октябрь) и на 60 % - сократить длительность технологического цикла производства биогумуса для осенне-зимнего сезона (ноябрь-март).

7. Автором разработаны два биореактора - установки для производства органических удобрений, служащие основным элементом автоматизированной линии по производству органических удобрений. Научная новизна данных разработки подтверждается Патентом Российской Федерации на изобретение №2109000 «Установка для приготовления биогумуса» и Патентом Российской Федерации на полезную модель №42821«Установка для приготовления компоста». На основании результатов исследований

разработаны структурная схема системы управления процессом производства биогумуса в биореакторе и структурная схема системы управления процессом производства компоста в биореакторе.

8. Реализация систем управления процессами производства органических компостов возможна как при помощи одноуровневой системы управления, так и при помощи двухуровневой системы управления. В работе решены задачи проектирования как одноуровневой, так и двухуровневой системы управления процессом производства органических компостов.

Основное содержание диссертации представлено в следующих работах:

1. Пиотровский, Д.Л. Математическое моделирование процессов производства органических удобрений / Д.Л.Пиотровский - Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2004. - 65 с.

2. Пиотровский, Д.Л. Управление процессами производства органических компостов / Д.Л.Пиотровский - Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2004. - 62 с.

3. Пиотровский, Д.Л. Переработка отходов АПК в удобрения биологическими методами / Д.Л. Пиотровский, М.П. Асмаев, Т.Г. Шарапкина // Известия вузов. Пищевая технология. - 2004. - №2-3. - С. 121-123. - Библи-огр.: с. 123. (Д.Л.Пиотровским лично на основе литературного обзора и экспериментальных данных осуществлено обоснование использования биогумуса, как брганического удобрения)

4. Пиотровский, Д.Л. Характеристика биогумуса как органического удобрения / Д.Л. Пиотровский, Д.СЛЦеголев, А.Л. Московец // Научная мысль Кавказа. Приложение. - 2004.- №8. - С.119-122. - Библиогр,:с.122. (Д.Л.Пиотровским лично проведены обработка и анализ литературных данных с целью систематизации агрохимических, физико-химических и биологических характеристик биогумуса, как удобрения)

5. Пиотровский, Д.Л. Анализ технико-экономических критериев управления процессами производства органических удобрений / Д.Л. Пиотровский // Научная мысль Кавказа. Приложение. - 2004. - №7. - С. 138-142. -Библиогр.:с.142.

6. Пиотровский, Д.Л. Автоматизация производства органических удобре-нйй / Д.Л. Пиотровский, Т.Г. Шарапкина // Автоматизация и современные технологии. - 2004. - №7.- С.9-11. - Библио1р.:с.11. (ДЛЛиотровским лично предложена модернизация биореактора для производства биогумуса)

7. Пиотровский, Д.Л. Идентификация технологического объекта по производству органических удобрений / Д.Л.Пиотровский, М.П. Асмаев, Т.Г. Шарапкина; Ред. Журн. «Изв. Вузов. Пищ. технолог.» - Краснодар, 2003. -7 с. - Библиогр.:с.7. - Деп. В ВИНИТИ 14.10.2003, №1801-В2003. (Д.Л.Пиотровским лично определены факторы, влияющи« на производительность установки для производства органических компостов).

8. Пиотровский, Д.Л. Математическая модель изменения численности популяции вермикультуры на стадии кокона в процессе производства биогу-

муса / Д.Л.Пиотровский, М.П. Асмаев // Научный журнал «Труды Куб-ГТУ» - Краснодар: Кубан. гос. техн. ун-т. - 2000.- том 7 -Серия: «Информатика и управление».- Вып. 1. - С.102-108. - Библиогр.: с.108. (Д.Л.Пиотровским лично осуществлено математическое описание процесса жизнедеятельности вермнкультуры типа «Красный калифорнийский червь» на стадиях кокона, молодого червя и взрослого червя).

9. Асмаев, М.П. Определение количества воздуха, необходимого для аэрации в процессе производства биогумуса в биореакторе / М.П. Асмаев, Д.Л.Пиотровский, В.И. Койков // Известия вузов. Пищевая технология. -1997. - Ж'-З. - С.83. - Библиогр.: с.83. (Д.Л.Пиотровским лично проведен расчет и определено оптимальное количество воздуха, которое необходи- . мо подавать в реактор для протекания процесса вермикомпостирования).

10. Пиотровский, Д.Л.Определение оптимальной плотности заселения субстрата вермикультурой при производстве биогумуса / Д.Л. Пиотровский, М.П. Асмаев, Т.Г. Шарапкина // Известия вузов. Пищевая технология. -2003. - №5-6. - С.136. - Библиогр.:с.136. (ДЛПиотровским лично проведены экспериментальные исследования и определено значение оптимальной плотности заселения компостируемого субстрата вермикультурой).

11. Пиотровский, Д.Л. Математическая модель регулирования температуры в биореакторе во время процесса производства органических удобрений / Д.Л. Пиотровский, М.П. Асмаев, Т.Г. Шарапкина // Известия вузов. Пищевая технология. - 2004. - №2-3. - С.94-95. - Библиогр.:с.95.

(Д.Л.Пиотровским лично получены математические модели изменения температуры в биореакторе во время процесса производства биогумуса при подаче холодной и горячей веды в терморубашку.)

12. Пиотровский, Д.Л. Математическая модель регулирования влажности в биореакторе при производстве органических удобрений / Д.Л. Пиотровский // Известия вузов. Пищевая технология.- 2004. - №4. - С.99-100. -Библиогр.гс.ЮО.

13. Московец, А.Л. Постановка задачи и анализ оптимального управления процессом компостирования / А.Л.Московец, С.В.Усатиков, Д.Л. Пиотровский; Ред. Журн. «Изв. Вузов. Пищ. технолог.» - Краснодар, 2004. -45 с. - Библиогр.:с.45. - Деп. В ВИНИТИ 06.12.2004, №1926-В2004. (Д.Л.Пиотровским лично получена математическая модель динамики процессов, протекающих в биореакторе во время компостирования; доказана возможность дискретного управления процессом компостирования; выбрана оптимальная стратегия управления процессом компостирования; сформулирована и решена задача оптимального управления для трех стадий процесса компостирования, составлены блок-схемы алгоритмов оптимального управления)

14. Пиотровский, Д.Л. Математическая модель изменения параметра рН субстрата во время технологического цикла производства органического удобрения биогумуса / Д.Л. Пиотровский // Научная мысль Кавказа. Приложение. - 2004. - №13. - С. 142-145. - Библиогр.:с.145. .

15. Пиотровский, Д.Л. Выбор и обоснование метода управления аппаратами по производству органических компостов / Д.Л. Пиотровский, Д.С.Щеголев, А.Л. Московец // Научная мысль Кавказа. Приложение. -2004. - №12. - С. 134-136. - Библиогр.:с.136. (Д.Л.Пиотровским лично выполнены обоснование использования дискретного управления процессами производства органических компостов; выбор математического аппарата для разработки САУ процессами производства органических компостов; постановка задачи синтеза системы управления процессом производства биогумуса).

16. Пиотровский, Д.Л. Выбор оптимальной стратегии управления процессом компостирования / Д.Л. Пиотровский, Ал Асми Ахмад, А.ОЛожкин, •И.О. Ложкин // Научная мысль Кавказа. Приложение. - 2005. - №13. - С.

141-145. - Библиогр.:с.145. (Д.ЛЛиотровским лично выполнены: постановка задачи оптимального управления процессом компостирования; формулировка стратегии оптимального управления для трех стадий процесса компостирования; определение законов оптимального управления для трех стадий процесса компостирования)

17. Пиотровский, Д.Л. Стохастическая модель процесса производства органических удобрений / Д.Л. Пиотровский, А.О.Ложкин, Н.О. Ложкин, Ал Асми Ахмад // Научная мысль Кавказа. Приложение. - 2006. - №4. - С. 143149. - Библиогр.:с.149. (ДЛ.Пиотровским лично получена система уравнений, служащая основой для построения алгоритмов идентификации про-

цессов производства органических комп остов; применен метод обобщенных фиктивных помех для представления реального процесса как стохастического).

Основные результаты работы защищены 2 патентами РФ:

1. Пат. 2109000 Российская Федерация, МПК7 С 05 Б17/02. Установка для приготовления биогумуса / Асмаев М.П., Пиотровский Д.Л., Койков В.И.; заявитель и патентообладатель Гоу ВПО «Кубанский гос. технол. ун-т.

- № 96100314/13; заявл. 05.01.1996; опубл.20.04.98, Бюл. №11.-6 с.:ил.

2. Пат. №42821 Российская Федерация, МПК7 С 05 Б17/02. Установка для приготовления компоста / Пиотровский Д.Л., Московец А.Л., Щеголев Д.С.; заявитель и патентообладатель Гоу ВПО «Кубанский гос. технол. унт. -№ 2004129128/22; заявл. 04.10.2004; опубл.20.12.04, Бюл. №35. - 4 с.:ил.

Подписано в печать Зак. Тираж 'ор.

Типография КубГТУ, 350058; Краснодар, Старокубанская, 88/4

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ.

1.1 Влияние отходов деятельности животноводческих предприятий на окружающую среду.

1.2 Основные экологические требования, предъявляемые к животноводческим предприятиям.

1.3 Характеристика биогумуса как органического удобрения.

1.4 Биология красного калифорнийского червя.

1.5 Характеристика компоста как органического удобрения.

1.6 Обзор существующих технологий, установок и систем управления для производства органических удобрений.

1.7 Постановка задачи исследования.

Выводы по главе 1.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПРОЦЕССА КОМПОСТИРОВАНИЯ.

2.1. Выбор способа представления модели объекта управления.

2.2 Выбор и обоснование оптимального режима для производства компоста с помощью биореактора.

2.2.1 Формулировка критерия оптимальности для решения задачи выбора оптимального режима для производства компоста.

2.2.2 Влияние типа навоза, выступающего за основу для применяемого субстрата, и типа органических добавок на длительность технологического цикла компостирования.

2.2.3 Влияние температуры субстрата на длительность технологического цикла компостирования.

2.2.4 Влияние влажности субстрата на длительность технологического цикла компостирования

2.2.5 Влияние концентрации кислорода в биореакторе на длительность технологического цикла компостирования

2.2.6 Обеспечение однородности параметров процесса компостирования в биореакторе.

2.3 Разработка математической модели вентиляции субстрата.

2.3.1 Постановка задачи моделирования системы вентиляции.

2.3.2 Модель изменения потока воздуха системы вентиляции вдоль вертикальной оси биореактора.

2.3.3 Математическая модель вентиляции субстрата для традиционной системы вентиляции и системы вентиляции с боковой подачей воздуха.

2.4 Сравнительный анализ моделей вентиляции субстрата.

2.4.1 Численное моделирование традиционной системы вентиляции.

2.4.2 Численное моделирование системы вентиляции с боковой подачей воздуха.

2.5 Оптимизация потока воздуха для системы вентиляции с боковой подачей воздуха.

2.5.1 Постановка задачи оптимизации функции расхода воздуха вдоль оси биореактора для системы вентиляции с боковой подачей воздуха.

2.5.2 Решение задачи оптимизации потока воздуха и анализ полученных результатов.'.

Выводы по главе 2.

3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЕРМИКОМПОСТИРОВАНИЯ.

3.1 Формулировка критерия оптимальности для решения задачи нахождения оптимальных режимных параметров процесса производства биогумуса.

3.2 Определение оптимальной плотности заселения субстрата вермикульту

3.3 Математическая модель изменения численности вермикультуры в течение технологического цикла вермикомпостирования.

3.3.1 Постановка задачи определения изменения численности вермикультуры в течение технологического цикла.

3.3.2 Математическая модель изменения численности вермикультуры на стадии кокона.

3.3.3 Математическая модель изменения численности вермикультуры на стадии молодого червя.

3.3.4 Математическая модель изменения численности вермикультуры на стадии взрослого червя.

3.4 Определение значения расхода воздуха, подаваемого в биореактор

• для аэрации.

• 3.5 Определение оптимальных режимов по температуре, влажности и параметру рН субстрата для процесса вермикомпостирования

3.5.1 Постановка задачи определения оптимальных значений температуры, влажности и параметра рН субстрата.

3.5.2 Описание плана эксперимента «проба пятидесяти червей».

3.5.3 Описание двухфакторного эксперимента с планом Шеффе.

Выводы по главе 3.

4 4 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОМПОСТИРОВАНИЯ.

4.1 Математическая модель процесса компостирования.

4.1.1 Модель изменения температуры в биореакторе в процессе компостирования

4.1.2 Модель изменения концентрации кислорода при подаче воздуха из окружающей среды.

4.1.3 Модель изменения температуры при подаче воздуха из окружающей среды.

4.1.4 Учет влияния теплообмена содержимого биореактора с окружающей средой.

4.1.5 Выбор переменных состояния и управления биореактором.

4.1.6 Зависимость коэффициентов системы уравнений движения от переменных состояния объекта.

4.1.7 Выбор оптимальной стратегии управления процессом компостирования.

4.2 Постановка и решение задачи дискретного управления процессом компостирования.

4.2.1 Постановка и решение задачи дискретного управления на мезо-фильной стадии.

4.2.2 Постановка и решение задачи дискретного управления на термофильной стадии процесса компостирования.

4.2.3 Постановка и решение задачи дискретного управления на стадии остывания процесса.

Выводы по главе 4.

5 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА

БИОГУМУСА.

5.1 Выбор управляемых параметров процесса производства биогумуса

5.1.1 Влияние управляющих воздействий на температуру в биореакторе

5.1.2 Влияние управляющих воздействий на изменение влажности субстрата в биореакторе.

5.1.3 Изменение параметра рН субстрата.

5.1.4 Влияние управляющих воздействий на изменение параметра рН субстрата в биореакторе.

5.1.5 Выбор математического аппарата для разработки системы управления процессом производства биогумуса.

5.2 Выбор и обоснование метода управления объектом.

5.3 Постановка задачи дискретного управления процессом производства биогумуса.

5.3.1 Решение задачи дискретного управления температурой в биореакторе

5.3.2 Решение задачи дискретного управления влажностью в биореакторе

5.3.3 Решение задачи дискретного управления параметром рН в биореакторе.

5.3.4 Разработка алгоритма параметрической идентификации моделей управления объектом исследования.

5.3.5 Решение задачи дискретного управления процессом производства биогумуса.

Выводы по главе 5.

6 ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ.

6.1 Постановка задачи реализации эффективной АСУ процессами производства органических компостов.

6.2 Описание биореакторов - установок для производства органических компостов.

6.3 Комплекс технических средств, основанный на локальных средствах автоматики.

6.4 Техническая реализация системы управления процессом производства органических удобрений на базе микропроцессорного контроллера.

Выводы по главе 6.

Концепция интенсификации сельскохозяйственного производства в практической реализации слабо учитывала комплекс экологических проблем, возникших в современном земледелии.

Возрастание антропогенных нагрузок вызвало снижение плодородия почв. В целом по Российской Федерации за последние 30 лет содержание гумуса в почве уменьшилось на 0.4 % [209].

Мировой и отечественный опыт ведения сельского хозяйства свидетельствует, что на повышение плодородия почв положительно влияют удобрения, особенно органические. На долю органических удобрений в общем балансе питательных веществ в земледелии в целом по России приходится до 40 %. Однако, работы по восполнению органического вещества в почве проводится некомплексно и в недостаточном объеме. Содержание гумуса в почве восполняется лишь на 50 % [209].

Во многих странах широкое распространение получила технология переработки органического сырья при помощи заселения его земляными или навозными червями с целью получения органического удобрения. Подобная технология вермикультивирования названа академиком М.С. Гиляровым «методом зоологического компостирования» [209].

Органические отходы при размножении в них червей быстро теряют неприятный запах и через короткий промежуток времени превращаются в высококачественное органическое удобрение биогумус. Переработка червями по сравнению с традиционным компостированием повышает коэффициент гумификации органического сырья в 1.5-2 раза. Прошедшее интенсивную ферментацию органическое удобрение содержит большое количество экологически активных веществ, ускоряющих прорастание семян, улучшающих прорастание рассады, повышающих устойчивость растений к заболеваниям. Биогумус способствует получению ранней и экологически чистой продукции [256].

Промежуточным этапом перехода от навоза к биогумусу является процесс компостирования, являющийся часто вполне самостоятельным процессом. Компостирование - это управляемый процесс, который использует микробную деятельность, чтобы преобразовать органическое сырье так, чтобы конечный продукт находился в полутвердом состоянии, в количестве меньшем, по сравнению с начальным количеством отходов, и был избавлен от резких неприятных запахов. Готовый компост имеет более богатую микрофлору, чем плодородные производительные почвы и во много раз выше, чем загрязненные почвы. Поэтому, компостирование требует гораздо меньшее количество времени, чем естественное обезвреживание токсичных материалов.

Колонии микрофлоры в почве (и плодородной и загрязненной) существенно изменяются из года в год. В большинстве случаев, внесение компоста значительно увеличивает микробные поселения и их деятельность.

Так как микробы - первичные агенты для удаления органических загрязнений в почве, то увеличивая микробную плотность может ускорить переработку органических отходов.

Технологические процессы производства компоста и биогумуса отличается низким уровнем механизации и автоматизации, что с одной стороны, приводит к значительной доле ручного труда, а с другой стороны - ставит в зависимость от умений, навыков, опыта обслуживающего персонала, его психо-физического состояния точность ведения процесса, и, как следствие, качество продукции.

Проблеме повышения эффективности биотехнологических процессов на основе новых технологических приемов, синтеза систем с использованием методов математического моделирования, идентификации и адаптивного управления посвящены научные исследования ученых Балакирева B.C., Бирюкова В.В., Гордеева JI.C., Лапшенкова Г.И., Лубенцова В.Ф., Матвеева

В.Е., Меныиутиной Н.В., Уткина В.И., Цирлина A.M., Шубладзе A.M., Юсунбекова Н.Р. и других. Однако, отсутствие системного подхода к исследованию и методологических подходов к созданию и управлению САУ процессом производства органических удобрений снижают эффективность решений задач по автоматизации процессов производства органических компо-стов и делают указанную проблему весьма актуальной.

Целью настоящей работы является разработка методологических основ автоматизированного управления процессами производства органических удобрений.

Для достижения поставленной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

- систематизация и сравнительный анализ оборудования и АСУ процессами производства органических компостов;

- структурная идентификация объекта исследования и разработка математической модели процесса производства органических компостов;

- поставка и решение задачи оптимального управления многостадийными процессами производства компоста и биогумуса;

- техническая реализация модернизированной системы управления процессом производства органических компостов.

Проведенный в диссертации анализ современного состояния технологических схем и оборудования для производства органических удобрений показал, что все установки имеют общие недостатки, а именно - большой объем ручного труда, сезонность работы, отсутствие оптимальных систем управления. Поэтому в работе большое внимание уделено созданию эффективной установки для производства биогумуса и компоста.

В диссертации рассмотрены основные проблемы, возникающие при автоматизации процесса производства органических компостов, сформулированы критерии, которым должна удовлетворять система автоматического управления данным процессом. Проведенный с этих позиций критический анализ промышленных систем автоматизации процессов производства органических компостов, а также существующих технических решений в этой области указал на отсутствие отвечающей всем требованиям системы автоматического управления. В связи с этим поставленные задачи решаются применительно к разработанным нами биореакторам - установкам для производства компоста и биогумуса.

Проведенные исследования показали, что для разработки алгоритмов управления процессом производства органических компостов целесообразно применение математической теории оптимальных процессов. В соответствии с технологическим регламентом выбраны и обоснованы критерии оптимальности для различных стадий процесса, на основе которых определены законы изменения управляющих сигналов.

Экспериментально уточнены технологические особенности процессов производства органических компостов, в частности, получены математические модели процесса производства компоста и процесса производства биогумуса (трехпараметрическая оптимизация).

Особое внимание уделено вопросам, связанным с технической реализацией разрабатываемой системы управления. Разработано два варианта комплекса технических средств, в первом из которых предпочтение отдается отечественным средствам автоматики (так называемый - бюджетный вариант САУ), а во втором - предпочтение отдается зарубежным средствам автоматики (экспортный вариант САУ). Приведено описание системы автоматического управления установкой для производства органических удобрений и используемого электрооборудования, дается общее представление о работе отдельных элементов и устройств, а также всей системы автоматического управления в целом.

Для решения поставленных в работе научных задач были использованы методы теории автоматического управления, статистического анализа данных, математического и имитационного моделирования и современные комплексы программ. Полученные данные проверялись экспериментально в лабораторных и производственных условиях.

Достоверность и обоснованность полученных в диссертационной работе теоретических результатов и формулируемых на их основе выводов обеспечивается строгостью производимых математических выкладок, базирующихся на аппарате теории автоматического управления, имеющего под собой достаточно жесткую математическую основу. Справедливость выводов относительно предложенной системы управления и алгоритмов управления подтверждена математическим моделированием и численным определением параметров модели объекта и алгоритмов идентификации с помощью экспериментальных данных промышленных процессов компостирования и вермикомпостирования.

Диссертация выполнена на кафедре автоматизации производственных процессов (АПП) ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» (КубГТУ).

Результаты работы реализованы в биореакторе - установке для приготовления компоста; биореакторе - установке для приготовления биогумуса; системе автоматического управления процессами производства органических компостов, прошедших испытания на ООО ОПХ «Пивоваренный ячмень» (Липецкая обл), ФГУ «Краснодарский экспериментальный центр биологической защиты растений», ГП Плодосовхоз «Джубгинский» и принятых в эксплуатацию. Акты проведения испытаний приведены в приложении.

Основными статьями экономической эффективности эксплуатируемых систем являются:

- сокращение длительности переработки партий исходного сырья за счет поддержания оптимальных технологических параметров процесса (до 15 %);

- повышение качества органических удобрений за счет эффективного использования действующего оборудования, технологических режимов и определенной оценки хода технологического процесса;

- увеличение объемов производства за счет возможности круглогодичного производства органических удобрений (до 30 %);

- сокращение количества обслуживающего персонала.

Годовой экономический эффект от внедрения установки для производства органических компостов превышает 200 ООО рублей.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- получена математическая модель системы вентиляции с переменным расходом воздуха вдоль вертикальной оси реактора в процессе компостирования, обеспечивающая минимальный градиент температуры и влажности субстрата;

- получена математическая модель процесса производства органических компостов, структурно состоящая из математической модели процесса производства органического компоста и процесса производства биогумуса;

- поставлены и решены задачи оптимального управления многостадийными процессами производства компоста и биогумуса;

- научно обоснована реализация дискретных управлений для процесса производства компоста и биогумуса.

Практическая ценность работы состоит в разработке и внедрении комплекса технических решений по автоматизации технологических процессов производства органических компостов, а именно: в разработке технологических установок для производства органических компостов; в разработке комплекса алгоритмов и программно-технического комплекса для имитационного моделирования процесса производства органических компостов и синтезе оптимального управления данным процессом. На защиту выносятся:

- математическая модель процесса производства органических компостов;

- функциональная зависимость количества воздуха, подаваемого в реактор для вентиляции в процессе компостирования вдоль вертикальной оси реактора, обеспечивающая минимальный градиент температуры и влажности субстрата;

- методологический подход к выбору оптимального управления процессом производства органических компостов;

- алгоритмы оптимального управления процессом производства органических компостов;

- технические решения, принятые при реализации автоматизированных систем производства компоста и биогумуса.

В диссертационном исследовании решена крупная научно-техническая проблема создания теоретико-прикладных основ построения автоматизированных комплексов по производству органических компостов, имеющая важное народно-хозяйственное значение.

По результатам исследований опубликованы 2 монографии, 31 статья, из них 22 - в научных журналах, рекомендованных для публикаций ВАК, получено 2 патента Российской Федерации.

Результаты исследований докладывались на международных и всероссийских научных конференциях, а также обсуждались на заседаниях кафедры автоматизации производственных процессов ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» и департамента сельскохозяйственной инженерии Королевского ветеринарного и сельскохозяйственного университета г.Копенгаген (Дания)

В процессе выполнения настоящего исследования под научным руководством автора защищена в 2006 году диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата технических наук А.Л. Московец.

Автор выражает признательность своему научному консультанту профессору М.П.Асмаеву и всему коллективу кафедры АПП КубГТУ за доброжелательность и участие в обсуждении вопросов, возникших в ходе выполнения предлагаемого исследования.

Выводы по главе 6

1. Проведенный анализ имеющихся технологий для производства органических компостов показал, что производство этого вида удобрений в биореакторах позволяет добиться круглогодичности производства при снижении доли ручного труда и повышении качества удобрений. С учетом результатов исследований, приведенных в настоящей диссертационной работе, были составлены структурная схема системы управления процессом производства биогумуса в биореакторе и структурная схема системы управления процессом производства компоста в биореакторе.

2. Имеющиеся в настоящее время конструкции биореакторов для производства органических компостов не учитывают особенности технологии и управления процессом, полученные в результате данного исследования. Ни на одном из известных в настоящее время биореакторов построение автоматической системы управления технологическим комплексом по производству органических компостов не представляется возможным. В связи с этим, была решена первоочередная задача по технической реализации системы управления данным процессом заключающаяся в синтезе установок по производству компоста и биогумуса с учетом исследований, приведенных в разделах 1-5 данной работы. Научная новизна установок по производству компоста и биогумуса подтверждается Патентом Российской Федерации на изобретение №2109000 «Установка для приготовления биогумуса» и Патентом Российской Федерации на полезную модель №42821 «Установка для приго- .

I товления компоста». I

3. Разработан комплекс технических средств, который можно разделить на две основные группы: комплекс технических средств контроля и управления процессами производства органических удобрений, основанный на локальных средствах автоматики; комплекс технических средств контроля и управления процессами производства органических удобрений, основанный на

II микропроцессорных устройствах. В связи с тем, что в ряде микроконтроллеров отсутствуют расширители ввода аналоговых сигналов от датчиков параметров процесса производства органических компостов, была решена задача адаптации подобного расширителя в структуру контроллера на примере отечественного контроллера МП59МикроДАТ. т т щ

Заключение по работе в целом

1. В диссертационном исследовании разработана общая системная методология построения автоматизированных комплексов по производству органических компостов, основанная на:

- выделении отдельного класса объектов, представляющих двухзвенную структуру «процесс компостирования - процесс вермикомпостирования» и наделенную следующими признаками: общность свойств перерабатываемого материала; структурное единство предприятий рассматриваемого класса; возможность рассмотрения многообразных технологических аппаратов в структуре технологического комплекса с единых позиций; определение количества производимой продукции длительностью пребывания сырья в аппарате;

- формализованном описании технологических процессов, протекающих в автоматизированных комплексах по производству органических компостов, основанном на выборе наиболее значимого набора технологических пара-Л метров из полной совокупности; создании новых технологических аппаратов - биореакторов для производства компоста и биогумуса отличающихся принципиально новой совмещенной системой вентиляции и рыхления субстрата (биореактор для процесса компостирования) и конструктивными особенностями, позволяющими осуществлять автоматическое управление ключевыми параметрами технологического процесса (биореактор для процесса вермикомпостирования); J - выборе технических средств и разработке комплекса алгоритмов позиционного управления процессами компостирования и вермикомпостирования, решающих задачу минимизации продолжительности технологического цикла компостирования и вермикомпостирования за счет реализации управляющих воздействий. V

2. Доказано, что уменьшение градиента температуры и влажности компостируемого субстрата вдоль оси биореактора возможно в случае использования системы вентиляции с переменным расходом воздуха. Полученная функция квазиоптимального расхода воздуха уменьшает градиент температуры на 35 %, а накопленную степень неоднородности параметров состояния субстрата на 58%. При этом длительность технологического цикла компостирования сокращается на 7 %.

3. Полученные характеристические зависимости количества производимого биогумуса от параметров, влияющих на качество процесса вермикомпости-рования и нахождение в результате исследования оптимальных значений температуры, влажности и параметра рН субстрата позволили сократить продолжительность технологического цикла процесса компостирования на

5-8 %.

4. Создание биореакторов обеспечило непрерывное круглогодичное функционирование технологических комплексов по производству органических компостов. Установки по производству компоста и биогумуса защищены Патентом Российской Федерации на изобретение №2109000 «Установка для приготовления биогумуса» и Патентом Российской Федерации на полезную модель №42821 «Установка для приготовления компоста».

5. Реализация разработанных алгоритмов управления в совокупности с техническими решениями, использованными при создании биореакторов позволила для процесса компостирования на 7 % сократить длительность процесса компостирования в биореакторе, а для процесса вермйкомпостирования - позволила на 20 % сократить длительность технологического цикла производства биогумуса для весенне-летнего сезона (апрель-октябрь) и на 60 % - сократить длительность технологического цикла производства биогумуса для осенне-зимнего сезона (ноябрь-март).

6. Практическая реализация системной методологии построения автоматизированных комплексов по производству органических компостов осуществлена на ООО ОПХ «Пивоваренный ячмень» (Липецкая обл), ФГУ «Краснодарский экспериментальный центр биологической защиты растений» (г.Краснодар), ГП Плодосовхоз «Джубгинский» (пос.Джубга Краснодарского края) и подтвердила обоснованность выдвинутых автором концепций.

Ш) I/ »

У ж ч

1. Airst, R.L. Turning Brownfields to Greenbacks / R.L. Airst // Environmental Protection. 1996. - №11. - P. 28-29, 35.

2. Akhtar, M. Utilization of Waste Materials in Nematode Control: A Review / M. Akhtar, M.M. Alam // Resource Technology. 1993. - №45. - P. 1-7.

3. Alexander, M. Biodegradation and bioremediation / M. Alexander San Diego: Academic Press, 1994.

4. Almendros, G. Analysis of 13C and 15N CPMAS NMR-spectra of Soil Organic Matter and Composts / G.Almendros, R.Frund, F.J.Gonzalez-Vila, K.M. Haider, H.Knicker, H.D.Ludemann // FEBS Letters. 1991. - № 282. - P. 119-121.

5. Andersen, C. Referat af foredragsaften I Dansk ingeniorforening 21 marts 1985 / C. Andersen // Regnorme-nyt. 1985. - №1. - P.l 1.

6. Andersen, C. Regnormedyrkning. En ny bioteknology / C.Andersen, M.K. Madsen // Ugeskrift for jordbrug. 1984. - №9. - P. 227 - 233.

7. Andersson, B. High Rate Nitrifying Trickling Filters / B.Andersson, H.Aspegren, » D.S.Parker, M.P. Lutz // Water Science and Technology. 1994. - № 29 (10-11). - P. 47-52.

8. Ashley, V.M. Evaluating strategies for overcoming overheating problems during solid state fermentation in packed bed bioreactors / V. M. Ashley, D.A. Mitchell, T.Howes // Biochemical Engineering Journal. 1999 - № 3. - P. 141-150.

9. Atkinson, S.L. Evaluation of Composted Sewage Sludge-straw for the Reclamation of Derelict Land: The Reclamation of Colliery Spoil / S.L.Atkinson, J.M. Lopez* Real, G.P. Buckley // Acta Horticulture. 1992. - № 302. - P. 237-248.i

10. Baker, A.J.M. Terrestrial Higher Plants Which Hyperaccumulate Metallic Elements—A Review of Their Distribution, Ecology, and Phytochemistry / A.J.M. Baker, R.R. Brooks //Biorecovery. 1989. - №1. - P.81-126.

11. Baker, K.F. Biological Control of Plant Pathogens / K.F.Baker, R.J. Cook.- St. Paul, MN: The American Phytopathological Society, 1982.

12. Barstow, L.M. Evaporative temperature and moisture control in solid substrate fermentation / L.M.Barstow, B.E.Dale, R.P.Tengerdy// Biotechnol Techniques.- 1988- №2.-P. 237-242.

13. Barton, D.A. Evaluation of an aerator control strategy utilizing time varying mathematical simulations P. 1 / D.A. Barton, J.J. McKeown // Water science and technology. 1986. - № 18. - P. 189 -201.

14. Bertoldi, de M. The Science of Composting / Bertoldi de M., Bert P., Tiziano P.- London: Blackie Academic and Professional, 1996.

15. Billington, R.S. A review of the kinetics of the methanogenic fermentation of lig-nocellulosic wastes / R.S. Billington // Journal of agricultural engineering research. -1988.-№39.-P. 71-84.

16. BioCycIe Staff. Composting Source Separated Organics Emmaus, PA: The JG Press, Inc., 1994.

17. Bohn, H.L. Compost Scrubbers of Malodorous Air Streams / H.L. Bohn // Compost Science. 1976. - № 17. - P. 15 - 17.

18. Bollen, G.J. Phytohygienic Aspects of Composting / G.J. Bollen, D. Volker // In The Science of Composting/ edited by M. de Bertoldi, P. Bert, P. Tiziano. London: Blackie Academic and Professional, 1996. - P. 233-246.

19. Bolton, Jr. H. An Overview of the Bioremediation of Inorganic Contaminants / Jr. H.Bolton, Y.A. Gorby // In Bioremediation of Inorganics/ edited by R.E. Hinchee, J.L. Means, D.R. Burris. Columbus: Battelle Press, 1995. - P. 1-16.

20. Bonini, V. Kella "torre" di Lombrichi depurano / V. Bonini // Mondo agricolo. -1982. -№ 10- 11. P.26-27.

21. Boyce, D.S. Grain moisture and temperature changes with position and time during trough drying / D.S. Boyce // Journal of Agricultural Research. 1965. - №10. -P. 333-341.

22. Brown, R.A. In situ bioremediation: the state of the practice / R.A. Brown, W.Mahaffey, R.D. Morris- Washington, DC: National Academy Press, 1993. 352 p.

23. Brown, S.L. Phytoremediation Potential of Thlaspi caerulescens and bladder campion for zinc- and cadmium-contaminated soil / S.L. Brown, R.L. Chaney, J.S. Angle // Journal of environmental quality. 1994. - №23. - P. 1151 - 1157.

24. Burton, C.H. Modelling the performance of a non-steady state continuous aeration plant for the treatment of pig slurry / C.H. Burton // Journal of the agricultural engineering research. 1994. - № 5. - P.253 - 262.

25. Calado, V.M.A. Secagem de cereais em leito fixo e fluxos cruzados : Phd Thesis. Universidade Federal de Rio de Janeiro/ V.M.A. Calado. Rio de Janeiro, 1993.

26. Calcada, L.A. Secagem de materiais granulares porosos : Phd Thesis. Universidade Federal de Rio de Janeiro/ L.A. Calcada. Rio de Janeiro, 1998.

27. Chang, Y. The Fungi of Wheat Straw Compost. I. Ecological Studies / Y. » Chang, H.J. Hudson // Transactions of the British Mycological Society. 1967.- № 50.-P.649 - 666.

28. Cole, M.A. Plant and Microbial Establishment in Pesticide-Contaminated Soils щ Amended With Compost / M.A. Cole, X. Liu, L.Zhang // In Bioremediation Through * Rhizosphere Technology / edited by T.A. Anderson and J.R. Coats. Washington,

29. DC: American Chemical Society, 1994. P. 210-222.

30. Cole, M.A. Remediation of Pesticide Contaminated Soil by Planting and Compost Addition / M.A. Cole, L.Zhang, X. Liu // Compost Science and Utilization. -1995. №3. - P.20-30.

31. Conrad, P. Commercial Applications for Compost Biofilters / P. Conrad // Bio-Cycle. -1995.-№ 36. P. 57-60.

32. Cook, R.J. Making Greater Use of Introduced Microorganisms for Biological Control of Plant Pathogens / R.J. Cook // Annual Review of Phytopathology. 1993. -№31.- P. 53-80.

33. Couch, H.B. Influence of Environment on Diseases of Turfgrasses. I. Effect of Nutrition, pH, and Soil Moisture on Sclerotinia Dollar Spot / H.B. Couch, J.R. Bloom // Phytopathology. 1960. - № 50. - P.761 -763.

34. Daft, G.C. Composted Hardwood Bark: A Substitute for Steam Sterilization and Fungicide Drenches for Control of Poinsettia Crown and Root Rot / Daft G.C., Poole H.A., Hoitink H.A.J. //Hort Science. 1979. - №14. - P.185-187.

35. Davey, C.B. Sawdust Composts: Their Preparation and Effect on Plant Growth / C.B. Davey // Soil Science Society of America Proceedings. 1953. - № 17. - P. 5960.

36. Davies, O.L. The design and analysis of industrial experiments / Davies O.L. -Hafner, 1971.-18 p.

37. Deacon, J.W. Biocontrol of Soilborne Plant Pathogens: Concepts and Their Application / J.W.Deacon, L.A. Berry // Pesticide Science. 1993. - № 37. - P.417-426.

38. Dec, J. Dehalogenation of Chlorinated phelon during binding to humus / Dec J., Bollag J.M. // In bioremeditation through rhizosphere technology /edited by T.A.Anderson and J.R. Coats Washington, DC.: American Chemical Society, 1994. -p. 102-111.

39. Dixon, J.B. Minerals in Soil Environments / Dixon J.B., Weed S.B. Madison: Soil science society of America, Inc., 1977. - 214 p.

40. Dooley, M.A. Composting of Herbicide contaminated soil / M.A. Dooley, K. Taylor, B. Alien // In bioremediation of recalcitrant organics/ edited by R.E. Hinchee, D.B. Anderson, R.E. Hoeppel - Columbus, Oh: Battelle Press, 1995 - P. 199 - 207.

41. Doyle, J.M. Soil Amendments and Biological Control / J.M. Doyle // Golf Course Management. 1991. - №3. - P. 90 - 96.

42. Eastwood, D.J. The Fungus Flora of Composts / D.J. Eastwood // Transactions of the British Mycological Society. 1952. - № 35. - P. 215-220.

43. Emery, D.D. First^production-level bioremediation of explosives contaminated Soil in the U.S. / D.D.Emery, P.C. Faessler - Portland, OR: Bioremediation Service, Inc, 1996.

44. Evans, M.R. Effect of microorganism residence time on aerobic treatment of piggery wastes / Evans M.R. Hissett R., Smith M.P.V., etc //Agricultural wastes. 1979. - № l.-P. 67-85.

45. Evans, M.R. The effect of temperature and residence time on aerobic treatment of piggery slurry degradation of carbona-ceous compounds / M.R. Evans, E.A. Deans, R.Hissett //Agricultural wastes. - 1983. - № 5. - P. 25 - 36.

46. Falcon, M.A. Aerobic Bacterial Populations and Environmental Factors Involved in the Composting of Agricultural and Forest Wastes of the Canary Islands / M.A.9, Falcon, E.Corominas, M.L.Perez, F. Perestelo // Biological Wastes. 1987. - №20. -P. 89-99.

47. Fenton, G.K. Temporal Variation of Soil Hydraulic Properties on Municipal Solid Waste Amended Mine Soils / G.K. Fenton // Transactions of the American Society of Agricultural Engineers. 1955. - № 38. - P. 775-782.

48. Ferruzzi, C. Manuala del lombricoltore / C. Ferruzzi Edagricole, via Emilia levante. - 1982.-31 p.

49. Finn, L. Managing Biofiiters for Consistent Odor and VOC Treatment / L.Finn, R. Spencer // BioCycle. 1997. - № 38. - P. 40-44.

50. Finstein, M.S. Composting Ecosystem Management for Waste Treatment / M.S.Finstein, F.C.Miller, P.F. Strom, S.T. MacGregor, K.M. Psarianos // BioTechnology. 1983. - № 1. - P. 347-353.

51. Finstein, M.S. Microbiology of Municipal Soil Waste Composting / M.S.Finstein, M.L. Morris //Advances in Applied Microbiology 1975. - № 19. - P. 113-151.

52. Finstein, M.S. Monitoring and Evaluating Composting Process Performance / » M.S.Finstein, F.C.Miller, P.F. Strom // Journal of the Water Pollution Control Federation. 1986. - №58. - P. 272-278.

53. Finstein, M.S. Waste Treatment Composting as a Controlled System / M.S.Finstein, F.C.Miller, P.F. Strom // In Biotechnology, Volume 8/ edited by W. Schonborn. Weinheim, Federal Republic of Germany: VCH Verlagsgesellschaft, 1986.-P. 363-398.

54. Fosgate, E. Biodegradation of animal waste by Lumbricus terrestris / E. Fosgate, B.J. Babb // Journal of Dairy Science. 1972. - Vol.55. - № 6. - P.870 - 872.

55. Gaisford, M. Worms in a pickle put protein in the cow / M. Gaisford // Farmers Weekly. 1981. - Vol. 95. - № 15. - P. 44.

56. Garcia, C. Effect of Composting on Sewage Sludges Contaminated With Heavy Metals / C.Garcia, J.L.Moreno, T.Hernandez, F.Costa, A.Polo // Bioresource Technology. 1995. -№ 53. -P. 13-19.

57. Garland, G.A. The Compost Story: From Soil Enrichment to Pollution Remediation / G.A.Garland, T.A.Grist, R.E. Green // BioCycle. 1995. - № 36. - P.53-56.

58. Gasser, J.K.R. Composting of Agricultural and Other Wastes / J.K.R. Gasser -London: Elsevier Applied Science Publishers, 1985.

59. Gilbert, R.G. The Influence of Volatile Substances From Alfalfa on Verticillium dahliae in Soil / R.G.Gilbert, G.E.Griebel // Phytopathology. 1969. - № 59. -P.1400-1403.

60. Godden, B. Evolution of Enzyme Activities and Microbial Populations During Composting of Cattle Manure / B.Godden, M.Penninckx, A.Pierard, R. Lannoye // European Journal of Applied Microbiology and Biotechnology. 1983. - № 17. - P. 306-310.

61. Hartenstein, R. Physiohemical change in activated sludge by the earthworm eis-enia fetida / R. Hartenstein, F. Hartenstein // Journal of environmental quality. 1981. -Vol. 10. №3.-P. 377-382.

62. Hartenstein, R. Potential use of earthworms as a solution to sludge management / R. Hartenstein // Water pollution control. -1981. №1. - P. 42 - 43.

63. Hartenstein, R. Production and carrying capacity for the earthworm Lumbricus terrestris in culture /R. Hartenstein, L. Amico //Soil biology and biochemical. 1983. -Vol. 15. №1,-P. 51-54.

64. Hartenstein, R. Production of earthworms as a potentially economical source of protein /R. Hartenstein // Biotechnology and bioengineering. 1981. - Vol.23. - P. 1797- 1811.

65. Hartenstein, R. Reproductive potential of the earthworm Eisenia foetida / R. Hartenstein, E. Newhauser, D. Kaplan // Oecologia. 1979. - № 43. - P. 329 -340.

66. Haug, R.T. The Practical Handbook of Compost Engineering. 2nd edition. / R.T. Haug -Boca Raton: Lewis Publishers, 1993. 512 p.

67. Hoitink, H.A.J. Basis for the Control of Soilborne Plant Pathogens With Composts / H.A.J.Hoitink, P.C. Fahy // Annual Review of Phytopathology. 1986. - № 24.-P. 93-114.

68. Howarth, F.G. Environmental Impacts of Classical Biological Control / Howarth F.G. // Annual Review of Entomology. 1991. - № 36. - P. 485-509.

69. Hoy, M.A. Biological Control of Arthropods: Genetic Engineering and Environmental Risks /М.A. Hoy//Biological Control. 1992. - № 2. - P. 166-170.

70. Hoy, M.A. Use of Parasites and Predators in the Biological Control of Arthropod Pests: Emerging Technologies and Challenges / M.A. Hoy // In Entomology Serving

71. Society: Emerging Technologies and Challenges/ edited by S.B. Vinson and R.L. Metcalf. Lanham, MD: Entomological Society of America, 1991. - P. 272-297.

72. Jefferies, I.R. A population model for the earthworm Eisenia foetida / I.R. Jeffer-ies, E.Audsley // Earthworms in waste and environmental management/ edited by C.A. Edwards and E.F. Newhauser. The Hague: SPB Academic publishing, 1988. -P. 119-134.

73. Jerris, J.S. Controlling environmental parameters for optimum composting / J.S.Jerris, R.W. Regan //Compost science. 1973. - № 14. - P. 1-3

74. Jespersen, L.M. Rapport fra en studietur til Norditalien / L.M. Jespersen // Regnorme -nyt. 1985. -№ l.-P. 7.

75. Kale R.D. Potential of perinyx excavatus for utilizing organic wastes / R.D. Kale, K. Bano, R.V. Krishnamoorthy // Pedobiologia. 1982. - № 23. - P.419 - 425.

76. Kaplan, D.L. Thermophilic Biotransformations of 2,4,6-trinitrotoluene Under Simulated Composting Conditions / D.L.Kaplan, A.M. Kaplan // Applied and Environmental Microbiology. 1982. - № 44. - P. 757-760.

77. Kaplan, L. Physicochemical reqirements in the environment of the Earthworm Eisenia fetida / L. Kaplan, R. Hartenstein, E. Newhauser // Soil Biol. Biochem. -1980.-Vol. 12.-P. 347-352.

78. Lemmon, C.R. Degradation of Diazinon, Chlorpyrifos, Isofenphos, and Pendi-methalin in Grass and Compost / C.R. Lemmon, H.M. Pylypiw, Jr. //Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 1992. - №48. - P. 409-415.

79. Leson, G. Biofiltration: An Innovative Air Pollution Control Technology for VOC Emissions / G. Leson, A.M. Winer // Journal of the Air and Waste Management Association. 1991. - № 41. - P. 1045-1054.

80. Li, G.C. Atrazine hydrolysis as catalyzed by humic acids / G.C. Li, G.T. Felbeck, Jr. // Soil Science. 1972. - №114. - P.201-209.

81. Logsdon, G. Using Compost for Plant Disease Control /G. Logsdon // BioCycle. 1993.-№34(10).-P. 33-36.

82. Long, C. The OG Complete Guide to Compost / C. Long // Organic Gardening. -1997.-№44.-P. 56-60.

83. MacDonald, L. Physical and Mathematical Modelling of the Composting Process / L. MacDonald University of Guelph, 1995.

84. Markussen, L. Regnormekompostering, en biologisk nicheproduction I Dansk landbrug / L. Markussen // Regnorme nyt. - 1986. - № 2. - P. 5 - 27.

85. Markussen, L. Regnormekompostering. En biologisk nicheproduction I Dansk landbrug / L. Markussen KVL. - 1986. - №55. - 78 p.

86. Marull, J. Agricultural and Municipal Composts Residues for Control of Root-knot Nematodes in Tomato and Pepper / J. Marull, J. Pinochet, R. Rodriquez-Kabana // Compost Science and Utilization. 1997. - № 5(1). - P.6-15.

87. Mclnroy, D.M. Evalution of the earthworm "eisenia fetida" as food for man and domestic animals/ D.M. Mclnroy // Feedstuffs. 1971. - Vol. 43. - № 8. - P. 3 - 6.

88. Minnich, J. The earthworm book. How to raise and use earthworms for your farm and garden / J. Minnich Rodate press emmanus, 1977. -126 p.

89. Mitchell, D.A. Mathematical modeling as a tool to investigate the design and operation of the Zymotis packed-bed bioreactor for solid-state fermentation /

90. D.A.Mitchell, O.F. von Meien // Biotechnol Bioeng. 2000. - № 68. - P. 127-135.

91. Mitchell, D.A. Scale-up strategies for packed-bed bioreactors for solid-state fermentation / D.A. Mitchell, A. Pandey, P. Sangsurasak, N. Krieger // Process Bio-chem.- 1999.-№35.-P. 167-178.

92. Moment, G. Thermal acclimation, respiration and grouth in Eisenia fetida with comments on habital limitation / G. Moment // Workshop on the Role of earthworms in the stabilization of organic residues. 1981. - Vol. 1. - P. 44 - 48.

93. Monod, J. The grouth of bacterial cultures / J. Monod //Annual rewiew microbiology. 1949. - № 3. - P. 371 - 394.

94. Morgenroth, E. Nutrient Limitation in a Compost Biofilter Degrading Hexane /

95. E. Morgenroth, E.D. Shroeder, D.P.Y. Chang, K.M. Scow // Journal of the Air and Waste Management Association. 1996. - №46. - P. 300-308.

96. Nakasaki, K. Characteristics of Mesophilic Bacteria Isolated During Thermophilic Composting of Sewage Sludge / K.Nakasaki, M.Sasaki, M.Shoda, H. Kubota //Applied and Environmental Microbiology. 1985. - №49. - P. 42-45.

97. Nelson, E.B. Biological Controls / E.B. Nelson // TurfGrass Trends. 1994. -№1. - P.1-9.

98. Nelson, E.B. The Biological Control of Turfgrass Diseases / E.B. Nelson // Golf Course Management. 1992. - №4.- P.78-90.

99. Nielsen, V.C. Volatile Emissions from Livestock Farming and Sewage Operations / V.C. Nielsen, J.H. Voorburg, P. L'Hermite. London: Elsevier Applied Science Publishers, 1988.

100. Nielsen,V.C. Prevention and Control of Organic Sludge and Livestock Farming

101. V.C. Nielsen, J.H. Voorburg, P. L'Hermite. London: Elsevier Applied Sciencet1. Publishers, 1986.

102. Oscar von Meien, F. A two-phase model for water and heat transfer within an intermittrnntly mixed solid-state fermentation bioreactor with forced aeration / Oscar F. von Meien, D.A. Mitchell // Biotechnol Bioeng. Vol.79. - 2002.- P. 416-428.

103. Ottengraf, S.P.P. Exhaust Gas Purification / S.P.P. Ottengraf// Biotechnology, Volume 8. Weinheim, Germany: VCH Verlagsgesellschen, 1986. - P. 427-452.

104. Ottengraf, S.P.P. Kinetics of Organic Compound Removal From Waste Gases With a Biological Filter / S.P.P. Ottengraf, A.H.C. van den Oever // Biotechnology and Bioengineering. 1983. - № 25. - P. 3089-3102.

105. Pagliani, A. Allevamento intensivo del lombrico / A. Pagliani Edagricole, 1982.-35 p.

106. Pietz, R.I. Application of Sewage Sludge and Other Amendments to Coal Refuse Material. I. Effects on Chemical Composition / R.I. Pietz, C.R. Carlson, J.R. Peterson, D.R. Zenz, C. Lue-Hing // Journal of Environmental Quality. 1989. - № 18. -P. 164-169.

107. Pimentel, D. Environmental Risks Associated With Biological Controls / D. Pimentel // Ecological Bulletin. 1980. - №31. - P. 11-24.

108. Qasem, J.R. Antifungal Activity of Aqueous Extracts From Some Common Weed Species / J.R. Qasem, H.A. Abu-Blan //Annals of Applied Biology.- 1995. -№127.-P. 215-219.

109. Reeh, U. Kortlaegning af regnormekompostering I Denmark / U. Reeh// Regnorme nyt. - 1986. - № 1. - P.4.

110. Reinecke, A.J. Influence of temperature on the reproduction of the earthworms Eisenia Fetida (Oligochaeta) / A.J. Reinecke, J.R. Kriel //South Africa Journal Zoology.-1981.-№ 16-2.-P. 3-8.

111. Riebrame, W. Modelling Land Use and Cover as Part of Gloval Environmental Usage / W. Riebrame // Climate Change. 1994. - № 28. - P .1-2

112. Roy, A.K. Effect of Decaffeinated Tea Waste and Water Hyacinth Compost on the Control of Meloidogyne graminicola on Rice / A.K. Roy // Indian Journal of Nematology. 1976. - № 6. - P.73-77.

113. Ryoo, D. Evaporative temperature and moisture control in a rocking reactor for solid substrate fermentation / D. Ryoo, V.G. Murphy, M.N. Karim, R.P. Tengerdy// Biotechnol Techn. 1991. - №5. - P.19-24.

114. Saber, D.L. Hierarchy of Treatability Studies for Assured Bioremediation Performance / D.L. Saber // In Monitoring and Verification of Bioremediation/ edited by R.E. Hinchee, G.S. Doglas, S.K. Ong. Columbus, OH: Battelle Press. - 1995. - P. 157-163.

115. Sabine, J.R. From waste protein to warm protein. International symposium on agricultural and environmental prospects in earthworm farming / J.R. Sabine // Proceeding of international symposium. Rome, 1983. - 111 -112 p.

116. Sabine, J.R. Vermiculture as an option for resource recovery in the intensive animal industries / J.R. Sabine // Workshop on the role of earthworms in the stabilization of organic residues. 1981. - Vol. 1. - P. 51 - 53.

117. Samson, P. Opvarmning af bede I regnormekultur / P. Samson // Information-pakke fra Dansk Forening for Regnormekultur, 1985. P. 118 - 124.

118. Samson, P. Regnormekultur I praksis / P. Samson // Informationpakke fra Dansk Forening for Regnormekultur, 1985. P. 13 - 16.

119. Samson, P. Sundhedsproblemer I regnormekultur / P. Samson // Regnorme-nyt.- 1986. №1. - P.13.

120. Sangsurasak, P. Validation of a model describing 2-dimensional heat transfer during solid-state fermentation in packed bed bioreactors / P. Sangsurasak, D.A. Mitchell// Biotechnol Bioeng. 1998.- №60. -P. 739-749.

121. Scheffe, H. Experiments with mixtures / H. Scheffe // J Roy Stat. Soc. Series B.- 1958.-№20.-P. 344-360

122. Scheffe, H. General theory of evalution of several sets of constants and several sources of variability / H. Scheffe // Chem. Eng. Program. 1954. - № 50-4. - P.200-205.

123. Scheffe, H. Simplex centroid design for experiments with mixtures / H. Scheffe // J. Roy. Stat. Soc. Series B. 1963. - № 25. - P. 235 - 263.

124. Schnoor, J.L. Phytoremediation of Organic and Nutrient Contaminants / J.L. Schnoor, L.A. Licht, S.C. McCutcheon, N.L. Wolfe, L.H. Camera// Environmental Science and Technology.- 1995. № 29. - P.318A-323A.

125. Segall, L. Biosolids Composting Facility Opts for In-vessel System / L. Segall // BioCycle. 1995. - № 36. - P. 39-43.

126. Selby, M.A. Soil Filters at Treatment Plant / M.A. Selby // BioCycle. 1986. -№27. - P. 33.

127. Shugart, H.H. Modelling Boreal Forest Dynamics in Response to Environmental Change / H.H. Shugart, T.M. Smith // UNASYLVA. 1992. - vol. 43.- № 170. -P. 30-38.

128. Silviera, A.E. Composting Wastes Contaminated With Naphthalene / A.E. Sil-viera, R.B. Ganho //Compost Science and Utilization. 1995. - № 3(4). - P.78-81.

129. Slutzky, D. EPA's Brownfields Initiatives / D. Slutzky, L. Jacobson// Mortgage Banking.- 1995 -№ 55. P. 91-93.

130. Snell, J.R. Rate of Biodegradation of Toxic Organic Compounds While in Contact With Organics Which Are Actively Composting / J.R. Snell Washington, DC: National Technical Information Service, 1982.

131. Soil Management: Compost Production and Use in Tropical and Subtropical Environments / H.W.Dalzell, A.J. Biddlestone, K.R. Gray, etc // FAO Soils Bulletin. 1987.-№56.

132. Springett, J.A. A new method for extracting earthworms from soil cores, with a comparison of four commonly used methods for estimating earthworms populations / J.A. Springett //Pedobiologia. -1981. № 21. - P. 217 - 222.

133. Stafford, E.A. Nttritive value of the earthworm, dendrodrilus subrubicundus, grown on domestic sewage, in trout diets / E.A.Stafford, A.G.J. Tacon // Agricultural wastes. 1984. - № 9. - P. 249 - 266.

134. Standefer, S. Biofilters Minimize VOC Emissions / S.Standefer, C. van Lith // Environmental Protection. 1993. - P. 48-58.

135. Stevenson, F.J. Humus chemistry / F.J. Stevenson- New York: John Witey & Sons, 1994.

136. Stewart, W. Compost Stormwater Filter Engineering System. Environmental Excellence Award and Innovator of the Year Award / W. Stewart Washington: Association of Washington State Business, 1994.

137. Strom, P.F. Identification of Thermophilic Bacteria in Solid Waste Composting // Applied and Environmental Microbiology / P.F. Strom 1985. - № 50. - P.906-913.

138. Toffey, W.E. Biofiltration—Black Box or Biofilm? / W.E. Toffey // BioCycle. 1997.-№38.-P. 58-63.

139. Tsukamoto, J. Influence of temperature on hatching and grouth of Eisenia fetida (Oligochaeta, lumbricidae) / J. Tsukamoto, H. Watanabe // Pedobiologia. 1977. - № 17.- P. 338-342.

140. Tukey, J.W. One degree of freedom for non-additivity / J.W. Tukey // Biometrics. 1949.-№ 5. - P. 232-242.

141. U.S. Patent 4.960.348. Production of Disease Suppressive Compost and Container Media, and Microorganism Culture for Use Therein / Hoitink H.A.J.

142. Van der Hoek, K.W. Composting: Odour Emission and Odour Control by Biofiltration / K.W. Van der Hoek, J. Oosthoek //In Composting of Agricultural and Other Wastes/ edited by J.K.R. Gasser. London: Elsevier Applied Science Publishers, 1985.-P. 271-281.

143. Van Ginkel, J. T. Physical Properties of Composting Material: Gas Permeability, Oxygen Diffusion Coefficient and Thermal Conductivity / J. T.Van Ginkel, I.A.Van Haneghem, P.A.C. Raats. // Biosystems Engineering. 2002. - № 81-1. - P. 113-125.

144. Van Veen, J. A. Fate and Activity of Microorganisms Introduced Into Soil / J. A. van Veen, L.S. van Overbeek, J.D. van Elsas // Microbiology and Molecular Biology Reviews. 1997. - № 61. - P. 121-135.

145. Vogtmann, H. The Degradation of Agrochemicals During Composting / H.Vogtmann, P.V.Fragstein, P.Draeger // Proceedings of the Second International Symposium on Peat in Agriculture and Horticulture. Bet Dagan: Hebrew University of Jerusalem, 1983.

146. Waksman, S.A. Thermophilic Actinomycetes and Fungi in Soils and in Composts / S.A.Waksman, W.W.Umbreit, T.C. Cordon // Soil Science. 1939. - № 47. -P. 37-61.

147. Walker, J.M. Control of Composting Odors / J.M. Walker // In Science and Engineering of Composting/ edited by H.A.J. Hoitink and H.M. Keener. Worthing-ton, OH: Renaissance Publications, 1993. - P. 185-241.

148. Watkins, J.W. Volatization and mineralization of naphthalene in soil-grass microcosms / J.W. Watkins, D.L. Sorensen, R.C. Sims // In bioremediation throughщ rhizosphere technology/ edited by T.A. Anderson and J.R. Coats. Washington, DC: i

149. American Chemical Society, 1994.-P. 123 131.

150. Weller, D.M. Biological Control of Soilborne Plant Pathogens in the Rhizosphere With Bacteria / D.M. Weller//Annual Review of Phytopathology. -1988.-№26.-P. 379-407.

151. Weltzien, H.C. Biocontrol of Foliar Fungal Diseases With Compost Extracts / H.C. Weltzien // In Microbial Ecology of Leaves/ edited by J.H. Andrews and S.S. Hirano. New York: Springer-Verlag, 1991. - P. 430-450.

152. Whittaker, R.H. Communities and ecosystems / R.H. Whittaker- New York: Macmillan publishing Co., Inc, 1975. 140 p.

153. Wilber, C. Odor Source Evaluation / C. Wilber, C. Murray // BioCycle. 1990. - №3. - P. 68-72.

154. Wilkinson, J.F. Applying Compost to the Golf Course / J.F.Wilkinson // Golf Course Management. 1994. - №3. - P.80-88.

155. Williams, R.T. Composting of Explosives and Propellant Contaminated Soils Under Thermophilic and Mesophilic Conditions/ R.T. Williams, P.S. Ziegenfuss, W.E. Sisk // Journal of Industrial Microbiology. 1992. - № 9. - P. 137-144.

156. Williams, R.T. Field Demonstration—Composting of Explosives-Contaminated Sediments at the Louisiana Army Ammunition Plant (LAAP): Final Report / R.T. Williams, P.S. Ziegenfuss, P.J. Marks West Chester, PA: Roy F. Weston, Inc., 1988.

157. Williams, R.T. Hazardous and Industrial Waste Composting / R.T. Williams, K.R Keehan// Science and Engineering of Composting. Worthington, OH: Renaissance Publishers - 1993. - P. 363-382.

158. Williams, R.T. Optimization of Composting of Explosives Contaminated Soil: Final Report / R.T. Williams, P.J. Marks Washington, DC: U.S. Army Corps of Engineers, 1991.

159. Williams, Т.О. Composting Facility Odor Control Using Biofilters / Т.О. Williams, F.C. Miller // In Science and Engineering of Composting/ edited by H.A. Hoit-ink and H.M. Keener. Worthington, OH: Renaissance Publications, 1993. - P. 262281.

160. Wilson, D.J. Hazardous Waste Site Soil Remediation, 5 / D.J.Wilson, A.N. Clarke. New York, NY: Marcel Dekker, Inc., 1994.

161. Yohalem, D.S. Sample Size Requirements to Evaluate Spore Germination Inhibition by Compost Extracts / D.S. Yohalem, R.Voland, E.V.Nordheim, R.F. Harris, J.H.Andrews// Soil Biology and Biochemistry. 1996. - №28. - P. 519-525.

162. Younden, W.J. Experimantation and measurement. Vistas of science teachers association / WJ. Younden Scholastic book series, 1962. - 94 p.

163. A.C. 1595828 А1 C05 F03/06. Установка для производства компостов / В.А. Гребцов, В.И. Гречкин. Опубл. 1990, Бюл. №36.

164. А.С. 1703635 А1 С05 F11/08. Установка для производства гумуса / В.Г. Попов, Д.В. Виноградов-Волжинский, В.В. Федоров. Опубл. 1992. Бюл. №1.

165. Айдаров, И.П. Экологические проблемы мелиорации засоленных земель/ И.П. Айдаров // Почвоведение. 1995. - №1. - С. 93-99.

166. Александровский, Н.М. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами / Н.М. Александровский, С.В. Егоров, Р.Е. Кузин М.: Энергия, 1973. - 270 с.

167. Андреев, Н.И. Теория статистически оптимальных систем управления / Н.И. Андреев-М.: Наука, 1980.-416 с.

168. Антипова, Т.Н. Экологические принципы агромелиорации / Т.Н. Антипо-ва, Н.И. Решеткина // Вестник РАСХН. 1995. - № 3. - С. 42-47.

169. Асмаев, М.П. Автоматизированная линия для приготовления биогумуса / М.П. Асмаев, Д.Л.Пиотровский // Краснодарский центр научно-технической информации. Информационный листок. 2000. - №32. - 4с.

170. Асмаев, М.П. Автоматизированная установка по производству биогумуса / М.П. Асмаев, Д.Л.Пиотровский // Автоматические системы управления и средства автоматики в пищевой промышленности: Сборник научных трудов/ Кубан. гос.техн. ун-т.- 1997 С.9-13.

171. Асмаев, М.П. Автоматизированная установка по производству биогумуса / М.П. Асмаев, Д.Л.Пиотровский // Международная научная конференция «Рациональные пути использования вторичных ресурсов АПК». Тез. докл.- Краснодар, 1997.-С. 150-151.

172. Асмаев, М.П. Биореактор установка для приготовления биогумуса / М.П. Асмаев, Д.Л.Пиотровский // Краснодарский центр научно-технической информации. Информационный листок. - 2000. - №31. - 4с.

173. Асмаев, М.П. Новый способ получения органического удобрения биогумус / М.П. Асмаев, Д.Л.Пиотровский // Наука Кубани.- 1998. №4. - С.22-24.

174. Асмаев, М.П. Определение количества воздуха, необходимого для аэрации в процессе производства биогумуса в биореакторе / М.П. Асмаев, Д.Л.Пиотровский, В.И. Койков // Известия вузов. Пищевая технология. 1997. -№2-3. - С.83. - Библиогр.: с.83.

175. Асмаев, М.П. Разработка установки для производства биогумуса / М.П. Асмаев, Д.Л. Пиотровский // Известия вузов. Пищевая технология. 1998. -№2-3. - С.64-65. - Библиогр.:с.65.

176. Афанасьев, В.Н. Математическая теория конструирования систем управления / В.Н. Афанасьев, В.В. Колмановский, В.Р. Носов- М.: Высшая школа, 1989.-447 с.

177. Банди, Б. Методы оптимизации / Б. Банди- М.: Мир, 1988. 431 с.

178. Банди, Б. Основы линейного программирования / Банди Б. М.: Мир, 1989.-350 с.

179. Богатырев, Л.Г. Биологический круговорот и его роль в почвообразовании/ Л.Г. Богатырев, И.М. Рыжова М.: Изд-во МГУ, 1994. - 80 с.

180. Болтянский, В.Г. Математические методы оптимального управления / В.Г. Болтянский М.: Наука, 1968. - 408 с.

181. Борзенко, И.М. Адаптация, прогнозирование и выбор решений в алгоритмах управления технологическими объектами / И.М. Борзенко М.: Энерго-атомиздат, 1984. - 144 с.

182. Борзенко, И.М. Математические методы для решения задач контроля и управления / И.М. Борзенко, А.Г. Петров М.: Машиностроение, 1973. - 64 с.

183. Ватник, П.А. Статистические методы оперативного управления производством / П.А. Ватник М.: Статистика, 1978. - 240 с.

184. Виленкин, Б.Я. Взаимодействующие популяции / Б.Я. Виленкин // Математическое моделирование в экологии. -М.: Наука, 1978.- С. 5-16.

185. Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв / Под ред. JI.A. Гришиной. М.: Изд-во МГУ, 1990. - 205 с.

186. Воронов, А.А. Основы теории автоматического управления (часть 1,2)/ А.А.Воронов М.: Энергия, 1965. - 395 с.

187. Городний, Н.М. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве / Н.М. Городний, И.А. Мельник, М.Ф. Новхан Киев: Урожай, 1990. - 350 с.

188. Городний, Н.М. Вермикультура и ее использование. Информационное письмо УСХА и институту АН Киргизской ССР/ Н.М. Городний, Ю.В. Морев -Киев, 1988.

189. Горячкин, С.В. Моделирование генезиса и эволюции почвенного покрова / С.В. Горячкин // Почвоведение. 1996. - № 1. - С. 89-98.

190. Гроп, Д. Методы идентификации систем / Д. Гроп М.: Мир, 1979. - 302 с.

191. Гутер, Р.С. Элементы численного анализа/ Р.С. Гутер, В.В. Овчинский -М.: Наука, 1970.-432 с.

192. Дэниел, К. Применение статистики в промышленном эксперименте/ К. Дэниел М.: Мир, 1979. - 300 с.

193. Зайделыиаи, Ф.Р. Мелиорация почв / Ф.Р. Зайдельман М.: Изд-во МГУ, 1996.-384 с.

194. Ишлинский, А.Ю. Механика гироскопических систем / А.Ю. Ишлин-ский- М.: Изд-во АН СССР, 1963. 213 с.

195. Койков, В.И. Разработка нового метода вермикультивирования / В.И. Койков, Д.Л. Пиотровский, Д.В. Койков // Эффективность ветеринарных мероприятий в животноводстве Кубани: Сборник научных трудов /Кубан. гос. аг-рарн. ун-т-1995. С.4-6.

196. Корнилов, Ю.Г. Теоретические основы автоматического регулирования / Ю.Г. Корнилов Киев: Техника, 1965. - 398 с.

197. Кудеяров, В.Н. Оценка дыхания почв России /В.Н.Кудеяров, Ф.И. Касимов, Н.Ф. Деева, А.А. Ильина, Т.В. Кузнецова, А.В. Тимченко / // Почвоведение.- 1995.-№ 1.-С. 33-42.

198. Кулаковская, Т.Н. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений / Т.Н. Кулаковская М.: Агропромиздат, 1990. - 219 с.

199. Куропаткин, П.В. Оптимальные и адаптивные системы / П.В. Куропаткин- М.: Высшая школа, 1980. 287 с.

200. Ладонюк, А.П. Оптимальное управление агрегатами тепловой обработки в консервной промышленности / А.П. Ладонюк, Е.Л. Белоусова // Пищевая промышленность. 1985. - №3. - С.30 -37.

201. Летов, A.M. Математическая теория процессов управления / A.M. Летов -М.: Наука, 1981.-256 с.

202. Ли, Р. Оптимальные оценки определения характеристик и управление / Р. Ли М.: Наука, 1966. - 176 с.

203. Литвак, Ш.И. Системный подход к агрохимическим исследованиям / Ш.И. Литвак. М.: Агропромиздат, 1990. - 220 с.

204. Лубенцов В.Ф. Автоматизация периодических процессов ферментации производства антибиотиков медицинского назначения. Дисс. на соиск. ученой степени докт. техн. наук / В.Ф.Лубенцов. г. Новочеркасск, ЮРГТУ. 2006. -420 с.»

205. Морев, Ю.Б. Искусственное выращивание дождевых червей на отходах животноводства / Ю.Б. Морев Изд-во АН Киргизской ССР, 1990,- 36 с.

206. Морев, Ю.В. Дождевые черви, органическое удобрение «биогумус» / Ю.Б. Морев Фрунзе: из-во АН Киргизской ССР, 1989. - 110 с.

207. Морозов, А.И. О методах математического моделирования динамики гумуса / А.И. Морозов, Е.М. Самойлова //Почвоведение. 1993. - № 6. - С. 24-32.щ

208. Невельсон, М.Б. Стохастическая аппроксимация и рекуррентное оценивание / М.Б. Невельсон, Р.З. Хасьминский М.: Наука, 1972. - 304 с.

209. Образцов, А.С. Системный метод: применение в земледелии / А.С. Образ-г цов М.: Агропромиздат, 1990. - 303 с.

210. Олейников, В.А. Основы оптимального и экстремального управления / В.А.Олейников, Н.С.Зотов, А.М.Пришвин М.: Высшая школа, 1989.-296 с.

211. Пиотровский, Д.Л. Автоматизация производства органических удобрений / Д.Л. Пиотровский, Т.Г. Шарапкина // Автоматизация и современные технологии. 2004. - №7.- С.9-11. - Библиогр.:с.11.

212. Пиотровский, Д.Л. Анализ технико-экономических критериев управлениящпроцессами производства органических удобрений / Д.Л. Пиотровский // Научная мысль Кавказа. Приложение, 2004. №7, cl38-142

213. Пиотровский, Д.Л. Использование компостных биофильтров для очистки загрязненного воздуха / Д.Л.Пиотровский, М.П. Асмаев, Т.Г. Шарапкина, Д.С.

214. Пиотровский, Д.Л. Математическая модель регулирования влажности в биореакторе при производстве органических удобрений / Д.Л. Пиотровский // Известия вузов. Пищевая технология.- 2004. №4. - С.99-100. - Библиогр.: с.100.

215. Пиотровский, Д.Л. Математическое моделирование процессов производства органических удобрений / Д.Л.Пиотровский Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2004. - 65 с.

216. Пиотровский, Д.Л. Определение оптимальной плотности заселения субстрата вермикультурой при производстве биогумуса / Д.Л. Пиотровский, М.П. Асмаев, Т.Г. Шарапкина // Известия вузов. Пищевая технология. 2003. - №5-6. - С.136. - Библиогр.:с.136.

217. Пиотровский, Д.Л. Переработка отходов АПК в удобрения биологическими методами / Д.Л. Пиотровский, М.П. Асмаев, Т.Г. Шарапкина // Известия вузов. Пищевая технология. 2004. - №2-3. - С. 121-123. - Библиогр.: с.123.

218. Пиотровский, Д.Л. Стохастическая модель процесса производства органических удобрений / Д.Л. Пиотровский, А.О.Ложкин, Н.О. Ложкин, Ал Асми Ахмад // Научная мысль Кавказа. Приложение. 2006. - №4. - С. 143-149. -Библиогр.:с.149.

219. Пиотровский, Д.Л. Технологии, установки и системы управления для производства органических удобрений / Д.Л. Пиотровский, М.П. Асмаев, А.Л. Московец // Известия вузов. Пищевая технология. 2004. - № 5-6. - С.97-100. -Библиогр.х.ЮО.

220. Пиотровский, Д.Л. Управление процессами производства органических компостов / Д.Л.Пиотровский Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2004. -62 с.

221. Пиотровский, Д.Л. Автоматизация процесса получения биогумуса / Д.Л. Пиотровский // Дис. канд.техн.наук Краснодар, 1997. - 164 с.

222. Пиотровский, Д.Л. Экспериментальное исследование тепломассопереноса в биореакторе компостирования / Д.Л. Пиотровский, А.Л.Московец, С.В. Уса-тиков // Промышленная автоматика, 2006. №1, с.26-28.

223. Плановский, А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии/ А.Н. Плановский, П.И. Николаев М.: Издательство «Химия», 1972.-496 с.

224. Покровская, С.Ф. Вермикультура новый способ переработки органических отходов / С.Ф. Покровская // Сельскохозяйственная наука и производство -1986.- №2. - С.79 -88.

225. Понтрягин, Л.С. Математическая теория оптимальных процессов / Л.С.Понтрягин, В.Г. Болтянский, Р.В.Гамкрелидзе, Е.Ф. Мищенко.- М.: Наука, 1983.- 392 с.

226. Пугачев, B.C. Теория вероятностей и математическая статистика / B.C. Пугачев М.: Наука, 1979. - 496 с.

227. Райбман, Н.С. Построение моделей процессов производства / Н.С. Рай-бман, М.Чадеев М.: Энергия, 1975. - 376 с.

228. Ракитинский, Ю.В. Численные методы решения жестких систем / Ю.В. Ракитинский, Ю.М. Устинов, И.Г. Ченоруцкий. М.: Наука, 1979. - 258 с.

229. Растригин, Л.А. Введение в идентификацию объектов управления / Л.А. Растригин, Н.Е. Маджаров М.: Энергия, 1977. - 216 с.

230. Роберте, Ф.С. Дискретные математические модели с приложениями к социальным, биологическим и экологическим задачам / Ф.С. Роберте / Пер. с англ. A.M. Раппопорта, С,И. Травкина; под ред. А.И. Теймана. М.: Наука, 1986. - 496 с.

231. Рожков, В.А. Почвенная информатика / В.А. Рожков М.: Агропромиздат, 1989.-221 с.

232. Рожков, В.А. Почвенная информатика / В.А. Рожков, С.В.Рожкова М.: Изд-во МГУ, 1993.- 189с.

233. Рыжова, И.М. Математическое моделирование почвенных процессов / Рыжова И.М. М.: Изд-во МГУ, 1987. - 86 с.

234. Сакович, В.А. Исследование операций (детерминированные методы и модели): Справочное пособие / В.А. Сакович Минск: Высш.шк., 1985. - 256 с.

235. Современные методы идентификации систем / Под ред. П. Эйккоффа. -М.: Мир, 1983.-278 с.

236. Солодовников, В.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования: Учеб.пособие для вузов / В.В. Солодовников, В.Н. Плотников, А.В. Яковлев-М.: Машиностроение, 1985.

237. Справочное пособие по теории систем автоматического регулирования и управления /Под ред. Е.А. Санковского Минск: Вышейшая школа, 1973 -584 с.

238. Срагович, В.Г. Теория адаптивных систем / В.Г. Срагович М.: Наука, 1976.-320 с.

239. Сю, Д. Современная теория автоматического управления и ее применение. Перевод с английского / Д. Сю, А. Мейер; Под ред. Ю.И.Топчеева М.: Машиностроение, 1972. - 544 с.

240. Теория автоматического управления / Под ред. А.В. Нетушил М.: Высшая школа, 1976. - 400 с.

241. Тооминг, Х.Г. Математическое моделирование продуктивности посевов сельскохозяйственных культур / Х.Г. Тооминг // Вестник с.-х. науки. 1991. - № 11.-С. 45-53.

242. Тютюнников, А.И. Основные принципы и методические подходы к энергетической оценке эффективности реализации материально-технических ресурсов и технологий в сельском хозяйстве / Тютюнников А.И., Борзенков В.А. -М.: Наука, 1995.- 92 с.

243. Уланова, Е.С. Методы корреляционного и регрессионного анализа в агрометеорологии / Е.С. Уланова, В.Н. Забелин Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 206 с.

244. Уткин, В.И. Скользящие режимы и их применение в системах с переменной структурой / В.И. Уткин М.: Наука, 1974. - 272 с.

245. Фельдбаум, А.А. Основы теории оптимальных автоматических систем /

246. A.А. Фельдбаум-М.: Физматгиз, 1963. -552 с.

247. Фельдбаум, А.А. Основы теории оптимальных систем / А.А. Фельдбаум -М.: Наука, 1970.-282 с.

248. Фомин, В.Н. Рекуррентное оценивание и адаптивная фильтрация / Фомин

249. B.Н. М.: Наука, 1984. - 286 с.

250. Франс, Дж. Математические модели в сельском хозяйстве / Дж. Франс, Дж. Х.М.Торнли; Пер. с англ. А.С. Каменского; под ред. Ф.И. Ерешко. М.: Аг-ропромиздат, 1987.- 400с.

251. Хабиров, И.С. Применение кинетических методов для оценки трансформации азота в почве / И.С. Хабиров // Почвоведение. 1993. - № 12. - С. 112119.

252. Хомяков, В.Н. Объективная оценка состояния агроценоза / В.Н. Хомяков -Л.: Гидрометеоиздат, 1989. -175 с.

253. Хомяков, Д.М. Оптимизация системы удобрений и агрометеорологические условия / Д.М. Хомяков М.: Изд-во МГУ, 1991. - 86 с.

254. Хомяков, Д.М. Основы системного анализа Текст. / Д.М. Хомяков, П.М. Хомяков.- М.: Изд-во мех.-мат. ф-та МГУ, 1996. 107с.щ 288. Цыпкин, Я.З. Релейные автоматические системы / Я.З. Цыпкин М.: Наука, 1974.-576с.

255. Шеффе, Г. Дисперсионный анализ / Г. Шеффе М.: ГИФМЛ, 1963. - 85 с.

256. Шишкин, И.А. Модели в экологии / Шишкин И.А., Болотнов А.Л., Кура-нов В.Д., Аносова Н.Д; Под ред. Н.С. Москвитиной, В.А. Батурина. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1992. - 77 с.

257. Шишов, Л.Л. Критерии и модели плодородия почв / Л.Л. Шишов, И.И. Карманов, Д.Н. Дурманов М.: Агропромиздат, 1987. - 184 с.

258. Штепа, Б.Г. Системные исследования в мелиорации / Б.Г. Штепа М.: АгЩропромиздат, 1984. 200 с.

259. Шуп, Т.Е. Прикладные численные методы в физике и технике/ Т.Е. Шуп -М.: Высшая школа, 1990. 225 с.

260. Юсупбеков, Н.Р. Управление процессами ферментации с применением микро-ЭВМ / Юсупбеков Н.Р., Бабаянц А.В., Мунгиев А.А., Якубов Э.М.// Ташкент : Фан 1987. - 200 с.

261. Якушев, В.П. Экспертная система поддержки агротехнологических реше-» ний при программировании урожаев /Якушев В.П., Белоносков А.В., Ломакин Р.С. // Вестник с.-х. науки. 1989. - № 4. - С. 34-36.1. Щ I