автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Электронно-оптический контроль при обработке и хранении плодов

— г»

1 о

г\ п

I' й

1Ш йпябах рукописи

РСдаКОВ СЕРГЕЙ АФАНАСЬЕВИЧ

аДЕЗСТРОШЮ-ОПИКЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРИ ОБРАБОТКЕ и хг/жтк

плодов

05.13.07 - автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям АПК)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации нз соискание ученой степени кандидата технических наук

Мичуринск-1995

Работа выполнена, во Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском ' институте садоводства имени И.В.Мичурина.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

ГОРДЕЕВ A.C.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,' ■ ТАРШИН'В.И.,

кандидат технических наук, ВАШЛОВ A.M. •

Ведущая организация - Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства . и питомниководства (Москва)

Зашита состоится " " 1995г. в^ час, на

заседании диссертационного совета К 120.12.02 Московского государственного агроинженерного университета им.В.П.Горяч-юша по адресу: 127550, Москва, • И-550, ул. Тимирязевская, 58, МГАУ, Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "/7Y " 1995г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук,

профессор А.П.Зоменков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшей проблемой садоводства является сохранение продукции, обеспечивающее высокое качество плодов при доведении ее до потребителя. Вместе с тем , другой нерешенной задачей остается экспресс-оценка качества, позволяющая быстро оценить состояние плодов во время уборки, дать прогноз его изменения во время храпения, чтобы с минимальными потерями снять их с хранения и доставить до потребителя. Под состоянием плода понимается его зрелость, которая в конечном счете характеризуется соотношением хлорофилла и Сахаров. Зрелость в наиболее простом виде определяется по йод-крахмальной пробе внутренней ткани плода. Исследовано значительное количество способов получения зкспресс-информаг-ции о физиологическом состоянии плодов. Одной из задач настоящей работы являлось определение корреляции физических характеристик плодов с их биохимическими показателями.

Обработка плодов защитными препаратами снижает поражение плодов побурением, повышает выход здоровых плодов с хранения. Реализация способа обработки с помощью технических средств, их экономичность - одна из задач настоящего исследования. Основой для проведения исследований служит понимание того, что все технические средства, применяемые в садоводстве и предназначенные сохранить качество, плодов, должны учитывать технологические аспекты производства плодов. Зная реакцию плодов на то или иное воздействие, можно с достаточной уверенностью прогнозировать их . качество, разрабатывать новые технические средства и с успехом внедрять их в производство. -

Цель работы. Исследование способов и разработка устройств контроля качества плодов и их обработки защитными препаратами перед хранением.

Задачи исследований. ^

1.Исследовать электрические и.оптические свойства плодов с целью применения для экспресс-анализа качества плодов.

2.Исследовать новые способы обработки плодов защитными препаратами для повышения качества плодов.

3.Разработать принципы управления качеством плодов.

- г -

Методика исследований. В исследованиях использованы методы спектрального анализа на основании теории поглощения и рассеяния, теоретических основ электротехники, физического и математического моделирования, теории вероятности и математической статистики.

Научна! новизна. Обоснована необходимость контроля качества плодов по степени зрелости. Предложен и зкперимен-тально подтвержден новый способ определения степени зрелости плодов, основанный на измерении интенсивности флуоресценции их поверхности при облучении ультрафиолетовым светом. Установлена корреляционная связь между биохимическими показателями плодов и их оптическими, электрическими характеристиками. Определены факторы, влияющие на оптические и электрические характеристики плодов. Предложены новые способы обработки плодов защитными препаратами, повышающие выход здоровых плодов при длительном хранении, обоснована необходимость контроля качества плодов перед и после их обработки защитными препаратами. Даны теоретические и экспериментальные основы управления качеством плодов.

Новизна разработанных способов, технологических и конструкторских решений защищена 3 авторскими свидетельствами.

Практическая ценность. Предложенные способы контроля качества плодов по степени зрелости, разработанные устройства контроля, обработка плодов защитными препаратами и методика управления качеством плодов перед хранением позволят определить оптимальные сроки уборки.плодов, своевременного съема их с хранения, дифференцировать партии плодов по срокам хранения, повысить выход здоровых плодов с хранения. Разработан стенд, позволяющий проводить измерения, предложена методика сортировки плодов по зрелости. ..

' Апробация работы. Основные положения й результаты исследований доложены на Всесоюзном научно-техническом симпозиуме "Проблемные вопроси автоматизации производства", Воронеж, 1987г.; на третьей и четвертой областных научных конференциях молодых ученых "Проблемы интенсификации садоводс-тън", Мичуринск, 1989г, 1990г.-, научно-практической конференции "Действие СВЧ-излучений на биологические компоненты аг-рсцекозоь и их применение в АПК", Москва, 1989г.; Всесоюзной конвенции по "Теоретической и прикладной карпологии", Ки-

шинев, 1989г.; ка методических и научно-технических советах ВНИИ садоводства им.И. В. Мичурина. 1989-1995гг.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ и получено 3 авторских свидетельства.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и общих выводов. Она содержит 158 страниц основного текста, 69 рисунков, 16 фотографий, 4 таблицу в тексте, список литературы из 137 наименований и 7 приложений, включающих 19 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложено состояние вопроса, цель и задачи исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрена существующая технология подготовки плодов к хранению, дан значив экспресс-способов контроля качества плодов, анализ технических средств и способов обработки плодов перед хранением, сформулирована цель и задачи исследований.

Анализ известных работ показал, что оценка качества плодов в основном производится с целью обнаружения повреждений. В то время важным показателем качества плодов является их зрелость, данный показатель определяет срок съема плодов в саду, условия хранения и срок съема с хранения, реализацию. Существующие методы контроля в основном используют оптические и электрические свойства плодов.

Известно, что лежкоспособность плодов определяется всем периодом их формирования в саду, сроком и качеством уборки, т.к. наряду с сортировкой плодов по качеству необходимо также сортировать плоды по зрелости и с ее учетом определять возможности дальнейшего хранения.

Анализ технических средств обработки плодов защитными препаратами показал, что в основном обработка производится двумя способами: погружением и орошением. В го же время не исследованы другие способы воздействия на плоды защитных препаратов, не определены способы и устройства контроля качества обработки плодов. Всвязи с этим■сформулированы цель и задачи исследований, направленных на разработку устройств контроля качества плодов и разработку устройств обработки плодов защитными препаратами перед хранением.

Во второй главе рассмотрена технологическая схема контроля качества плодов (рис.1). Учитывая, что существующие устройства не использовались б технологии подготовки плодов к хранению, а плоды разнородны по своим биохимическим характеристикам, предложена методика оценки качества плодов по зрелости во время съема плодов в саду по электросопротивлению и флуоресценции

Ферм». Трене-

гмвЗвД =2 пмЬяг 12 трпч

• го ¿у

X

| Анъли] плеЬоВ

То в е р н л л

сБрл О&тхгь плодоб

Х72

а?!

!

Хран/мт ПАсЬеЬ

1 е й а и л /г 'о

-52 ¿5.

3 а Ц 1 д о В

8

»*

I г

! •

?

Ь 5

«|>>М»1

11 V V

И

ч

РисЛ Технологический процесс доведения плодов до потребителя.

Исследования электрических характеристик ткани, плода показало, что электрическая схема замещения плода может описываться параллельным соединением активного к емкостного сопротивления

г

I?

(«•СМ?)'

1 + (Ш-С-Ю'

1 4 (0>-С-1?Г

С увеличением частоты тока измеряемая емкость ткани снижается и при высоких частотах полное сопротивление будет определяться в основном активным сопротивлением. С разрушением ткани активное сопротивление на низких частотах снижается, ' отсюда следует, что с разрушением ткани плода, полное сопротивление ткани на низких частотах снижается и отношение сопротивлений низкой -и высокой частот будет стремиться к единице. Учитывая динамику изменения полного сопротивления,

- в -

определены частоты, на которых проводятся измерения при оценке качества плодов. За оценку качества принято отношение сопротивлений на двух частотах, называемое в данной работе показателем электросопротивления ткачи плода

К - 1Н / Ъъ (2)

При выборе частот, на которых можно оценить качество ткани плодов, рассмотрели различные структуры плода. Установлено, что резкое изменение сопротивления и емкости происходит в пределах до 100 кГц. Отсюда следует, что коэффициент поляризации можно получить, исходя из этого диапазона (рис.2, рис.3). Отсюда можно-сделать вывод, что здоровые плоды имеют более высокий коэффициент поляризации, а при обработке плодов защитными препаратами, например раствором хлорида кальция, который после обработки проникает внутрь плода, можно оценивать качество обработки.

При выборе датчика, выполненного в виде игольчатых посеребренных электродов, следует оценить влияние кривизны поверхности яблок на расстояние между электродами. Определено,' что. расстояние определяется погрешностью, с которой будут проводиться измерения на низкой частоте.

Ь - V 2-1?-Д + Д2 (3)

где К! - радиус кривизны поверхности яблока, м;

Д - погрешность,- с которой измеряется Ь при погрешности электросопротивления в IX, м.

Исследования проводились на лабораторном стенде, содержащем генератор синусоидального сигнала 1, объект измерения 2, эталонный реэистр 3, усилитель переменного напряжения 4, детектор сигнала 5, аналого-цифровой преобразователь 6, блок управления 7, устройство погружения электродов датчика 8. блок индикации 9. (рис.4).

Для измерения интенсивности диффузного излучения'Фдуо-ресценции поверхности плодов разработан лабораторный стенд (рис.5), содержащий источник 1 излучения из ртутнокварцевой лампы, первичный светофильтр 2 ультрафиолетового спектра, устройство 3 крепления и вращения плода 4, состоящее из

ja-

rá £ №

• ' ' ч i

Ш*!

i

isr §

! S m s ¡'i í

a-

pala"

9 &

?

a-

eo o»

a-

Рис.4 Схема лабораторного стенда для измерения электрических характеристик ткани плодов.

Рис.5 Схема лабораторного стенда для исследования оптических свойств поверхности плодов. I - источник излучения; 2-светофильтр; 4-плод; 8,9,10 -устройство измерения длины окружности плода; 11-лииза; 12-светофильтр; 13-ООУ; 15-интегра-тор; 16-бяок преобразования сигнала.

- а -

подпружиненных зажимов 5 и двигателя б оборота, устройство 8 измерения длины . окружности плода, состоящее из колеса 9, вращающегося вместе с плодом и счетчика 10 импульсов, линзы 11, вторичного светофильтра 12, фотоэлектронного умножителя 13 с роликами 14, интегратора 15 и блока преобразования сигнала.

, Измеренная интенсивность флуоресценции вычисляется интегралом

п

Р- X Рго-с*х * МРг+Р2+...+Рп) (4)

о

где п - число импульсов;

Ь - шаг интегрирования 11 - (ТггТ0)/п;

Т0- время начала интегрирования То-0 с;

Тп- время окончания интегрирования,с.

, После оценки качества плодов по технологии, если требуется, возможна обработка защитными препаратами. Исследовались несколько способов обработки: погружением, орошением, давлением, вакуумом. В устройстве орошения определены конструктивные параметры оросителя, а при обработке давлением определены режим нагрузки раствора на плоды, который должен быть не более 1 кГ/см2.

Согласно предложенной технологии подготовки плодов к хранению даны теоретические основы управлением процессом анализа качеством и обработки плодов перед хранением, которые предусматривают решение двух задач:

- прогноз качества плодов для хранения на основе экспресс-анализа;- определение партий плодов для разных способов обработки с различным сроком хранения.

В третьей главе изложено экспериментальное исследование процесса анализа качества плодов. Дана программа экспериментальных исследований, описаны лабораторные стенды.

В ячестве факторов, влияющих на электрические свойства ткани плодов, исследуются следующие: сорт, обрезка плодовых деревьев, содержание кальция в плодах, масса, твердость пло-лов, сроьш уборки, концентрация межтканевых газов в плодах, способы обработки защитными препаратами и др.

Исследования проводились с несколькими сортами: Анто-

новка Обыкновенная, Жигулевское, Мелба, Северный Синап. Измерения проводились во время хранения. Установлено, что самый минимальный показатель имеет сорт Северный синап, максимальный - Антоновка Обыкновенная, между ними Мелба и Жигулевское. Очевидно, структура ткани определяет уровень показателя ЭС. У Северного Синапа ткань более плотная, чем у Антоновки и Мелбы. И сроки хранения разнне: меныве всех хранится Антоновка и Мелба, дольше - Северный Синап и Жигулевское.

Во время хранения проводились измерения ЭС плодов Анто-. новки и Жигулевское, обработанные 4% раствором хлорида кальция. под давлением, вакуумом. Установлено, что плоды, обработанные хлоридом кальция имеют более высокое значение ЭС.

Определялось также содержание в плодах этилена, углекислого газа, кислорода, массы, твердости и ЭС плодов до и после воздействия на плоды вакуума (таблица 1).

■ Установлено, что значимая корреляция имеется между показателем ЭС, углекислым газом и кальцием, все остальные исследуемые факторы имеют незначимую корреляцию.

После воздействия вакуума, т.е. частичного извлечения из тканей плода газов, в частности углекислого газа, происходит снижение значений показателя ЭС , т.о. одной из составляющей полного ЭС является ток переноса.

Исследовалось влияние факторов съема плодов на показатель ЭС..- Латы съема: 15,19,25 августа. Установлено, что плоды, снятые 19 августа имеют более высокий уровень показателя ЭС и более высокий выход здоровых плодов с хранения,.15 августа - более низкий уровень показателя и более

Таблица 1

Глубина погружения, мм Уравнение регрессии Коэфф. Стыодента Критерий Фишера

2 5 8 К-2.369-0.038-С02 К-2.719-0.034-С0г К-2.784-0.034-С02 2.23 1.89 2.70 4.98 3.59 7.29 '

низкий выход здоровых плодов с хранения (рис.10).

Распределение плодов по интенсивности излучения флуоресценции показывает, что плоды с большими размерами имеют меньшую интенсивность излучения флуоресценции. Еместе с тем

известно, что более крупные плоды - более зрелые плоды.

Установлено, что интенсивность синтеза этилена желтых плодов всех интервалов одинакова, зеленые имеют увеличение синтеза у интервалов с большим излучением флуоресценции, то есть проведенный анализ показывает, что зеленые плоды продолжают синтезировать этилен, тогда как желтые всех интервалов и зеленые первого интервала уке стабилизировались. Таким образом, плоды с низким значением интенсивности излучения флуоресценции имеют более высокую интенсивность синтеза этилена.

На рис. б показаны слегары отражения поверхности яблока с. Антоновка срока съема 6.09.93 г.. Исследовались четыре варианта: 1 - контроль, теневая сторона поверхности; 2 -контроль, солнечная сторона; 3 - обработка антиоксидантами, теневая сторона; 4 - обработка антиоксидантами, солнечная сторона. Из графиков видно резкое отличие отражения теневой и солнечной сторон, при раннем сроке съема, 6.09.93 г., наблюдается различие и по обработке антиоксидантами.

Из рисунка 7 видно, что флуоресценция имеет пик у всех плодов на длинах волн 464-46? нм и пики на длинах волн 515-540 им, причем с увеличением зрелости (увеличение интенсивности) пик имеет тендещпо к смещению в коротковолновую область, так же заметно, что отношение пиков на длинах волн 466 и 530 нм тоже разное, у разных сортов и при разной зрелости (сортовая особенность - это тоже, в конечном счете, разная зрелость). Но при использовании этого параметра следует учитывать это смещение, в противном случае возможна ошибка.

В целях изыскания новых способов механизации обработки плодов в контейнерах и в ящиках, позволяющих создать новые типы установок, были проведены исследования по их обоснованию. Изучали способы: обработка орошением, обработка плодов, помещенных в герметичный резервуар с раствором, под давлением, под Еакуумом. Для этого были разработаны лабораторные стенды, показанные на рис.8 и рис.9.

При обработке под давлением получен более высокий уровень выхода здоровых плодов и большая продолжительность хранения, о чем свидетельствует более высокий выход . здоровых плодов (более 75%) в середине марта для сорта Антоновка

400 418 43? 453 401 506 535 5S7 602 843 590 743 Длим волны, им

Рис. 6 Спехтры отражения поверхности далока. дата сьема 6.09.93г.

1 - жотуопъ. Tencua« сторона.

2 — КОНТРОЛЕ СОЛГСЧ1ТОЯ строя*.

3 —. objusot^s шггиоксияаптамк, теттевм тропя.

4 — овраеогка автиокеида irrautc. солнечная сторона.

330

382

«6t 547

423 45« 40S Рис.? Спектры ЯЙерхиоста плодов

copra Дитомоеха осыкиоеетая во аром хроиеиия, дата анализа 26.0195г

t - в - ЯММр* >иж и - н.п> ||«.1Ш. а - омпу «м)«мвс • - ctjeanp «jqrvwM.

Обыкновенная. Не хуже показатели и в варианте орошения, а при более поздних сроках даже лучше, чем в варианте погружения. Кроме того, . следует учесть, что при обработке плодов антиоксидантами способами орошения и давления поражение суб-кутикулярным побурением во время анализа в марте 1930 г. при сроке съема 19.08. не установлено; погружением -77., у контроля - 44%. Таким образом, применяя разные способы обработки и учитывая сроки съема, можно значительно повысить выход здоровых плодов (рис.10).

Установлено, что интенсивность флуоресценции плодов во время вегетации увеличивается, а при достижении определенной величины - снижается, т.о. экспресс-методом можно более точно определить оптимальный срок съема 10. Установлено, что распределение интенсивности флуоресценции коррелирует с леж-костью плодов. Изменение интенсивности флуоресценции во вре-

Рис.8 Схема лабораторного стенда для обработки плодов ращитными препаратами способами погружением и орошением:1-емкость с раствором;2-ороситель; 3- я-тик с яблока\м;4-насос;5-пульт управления;6,7,8, 9-система трубопроводов.

Рис.9 Схема лабораторного стенда для обработки плодов защитными препаратами способами: давлением и вакуумом: 1-емкость с раствором;2-камера давления и вакуума; З-яку« с яблоками;4-наеос давления;5-пу-' льт упражнения;7,й,9,10,11,12,13-система трубопроводов; 14-компрессор; 15,16,17-системз труб.

и

45 40

¡35

Я 30 м

З25

о

В 20 «

5 15

6

>«10 о

н а о

------- Д2

------- —-V—-

3 ----

1 \ 2 -----

Контроль Погружение Ороыспнс Плрипнти «срасоткп

Давление

Рис. 10 Поеурет*» поверхности плодов во время хранения поело овракотки антиоксидзнтамя Лата съема 29.03.8Sr.. дата анализа: 1 - 17.1 |ЙЭг; г - МЬЮг^ з - ЮЯЛООг. .

- 14 -

мя съема определяется зависимостью

F - 1.22 - 0.02-t . (5)

где t - время в днях с начала съема.

Рассчетные критерии Стыодента tp - 43.3; Fp - 1875, коэффициент корреляции г - - 0.9.

В четвертой главе обоснованы способы и исследованы устройства для обработки плодов защитными препаратами. Определены оптимальные конструктивные размеры оросителя. Установлено, что обработка плодов раствором хлорида кальция под давлением и вакуумом повышает содержание кальция в плодах в 2-3 раза, увеличивает твердость плодов на 0.5 кГ/см2, повышает легкость плодов г среднем на 2 месяца, а обработка раствором антиоксиданта орошением и под давлением сникает поражение плодов поверхностным побурением (загаром) до ОХ к концу хранения по сравнению с контролем - 40-50%.

В пятой главе разработаны принципы управления качеством плодов. Исходя из определения формы кривой интенсивности . флуоресценции, можно определить время, когда нужно обрабатывать плоды ачтиоксидантами, когда нет, или снизить концентрацию (например, после прохождения срока t0). Таким же образом можно управлять качеством плодов, зная к какому периоду съема они принадлежат и какова динамика изменения интенсивности флуоресценции во время хранения.

Используя функцию зрелости как биохимического показателя определим >

f(3) - 100-«?(Ю/<г(3)чр(с)-<?(р) ' (б).

где <р(к) - кислотность. X;

<»Ш - йод-крахмальная проба, оти.ед.; <?(с) - содержание сухих веществ. X; ' V(p) - вес плодов., кГ.

Физический показатель зрелости

F(a) - Ref/K-R675 (7)

где Ref - (R750-R485)/R675 - показатель, характериэув-екй ссотнсщеаке карэткмоидов к хлорофилла» в плодах; К - показатель электросопротивления.

Плоды w время стека имеют различную зрелость. » »ом

числе различное содержание кальция. Имеется два способа контроля: электрический и оптический. Причем по электросопротивлении контролируется содержание кальция как эндогенное, так и полученного плодами после обработки раствором хлорида кальция. Из оптического используется флуоресценция, для контроля качества обработки, если плоды нуждаются в ней. Учитывая возможность определения интервалов распределения' плодов по зрелости, возникает необходимость, особенно на первом этапе съема плодов, сортировки плодов по зрелости.

Таким образом, структуру системы управления можно представить в следующем виде (рис.11).

Предложенная структурная схема предусматривает использование динамики созревания урожая. В процессе созревания меняются лишь возмущения, зависящие.от времени. Возмущениями могут быть: климат, различные приемы, агротехники, возраст-деревьев, срок съема и т.д.. Все это в интегральном виде выражается через зрелость. . /

Работа структурной схемы описывается в следующем виде.

Поток плодов поступает из сада на пункт послеуборочной обработки плодов, где производится оценка их качества с по-: мощью приборов экспресс-анализа по оптическим и электрическим показателям. Результат измерения сравнивается с оптимальными значениями данных показателей. В случае отклонения результатов измерений от оптимальных принимается решение о регулирующем воздействии в виде обработки растворами антиок-сиданта или хлорида кальция или обоими растворами;

В период обработки (съема) плодов будет функционировать данная схема в замкнутом виде. После завершения съема и закладки на хранение схема будет представляться в разомкнутом виде. Возмущения будут уже другие: условия хранения - температура, влажность, вентиляция, обычная атмосфера, газовая среда. Размыкание происходит после элемента сравнения.

На рис. 12 показан алгоритм контроля качества и обработки плодов перед хранением. Плода поступившие из сада, контролируются по интенсивности флуоресценции, по результатам распределения плодов по интенсивности, плоды сортируются на партии; недозрелые, плоды съемной зрелости и перезрелые. Недозрелые плоды подвергаются обработке антиоксидантами, кроме того, в зависимости предрасположенности плодов к зага-

Я О)

Рис.11 Структура системы управления качеством и обработкой плодов перед хранением.

... Ун |

И 1

у;

^ начало^

А--у

х< х^<4>-£££!.

1

±

конец

Рис. 12 Алгоритм контроля качества и обработки плодов перед хранением.

ру вся партия плодов может до определенного временя подвергаться обработке. Здесь же эти партии плодов контролируются . по электросопротивлению, после сравнение с эталонными значениями показателя электросопротивления, принимается решение об обработке каждой партии плодов раствором хлористого кальция. После этого плоды закладываются на хранение. В процессе хранения учлтьваютя уже другие возмущения, как указывалось выше. Структурная схема начинает работать, используя зависимость на рис.13, С учетом превышения отклонения показателя зрелости Р(з) над оптимальным Ро, принимается решение о сроке сьема плодов с хранения.

Установлено, что распределение плодов по интенсивности флуоресценции подчиняется нормальному'закону

1 -(х-Х)2/2-б2

£х,б(х)--е (8)

б|/2я

где X - истинное значение х - 1.15, 1.11, 0.95; б - стандартное отклонение - 0.43,' 0.34, 0.31.

Форма кривой (рис.13)позволяет сделать утверждение, что зрелость партии плодов от срока съема становится более однородной (уменьшение б). Отсюда можно разбить партию плодов в простом случае на три группы.

. В шестой главе показана эффективность контроля качества и обработки плодов. Для определения качественных показателей работы устройств и оценки способов обработки были изготовлены макетные образцы. Установлено, что производительность установки УЗП-10 (орошение) в 1.5 раза выше, чем у установки УЗП-10 (погружение), масса у УЗП-15 меньше в 4 раза, объем раствора меньше в 2 раза, потребляемая мощность двигателей меньше почти в 3 раза. На рис. 14 показана установка УЗП-15.

Применяя сортировку плодов по зрелости используя метод флуоресценции, можно получить дополнительный эффект в выходе здоровых плодов от 3.4% до 4.192.

Бри себестоимости плодов в 1000 руб. и реализационной цене 2000 руб за кГ в 1995 г., прибыль составит от 34 руб. до 41.9 руб. с КГ.

Испытания проходили в совхозе им. Куйбышева Липецкой области и на производственно-экспериментальном холодильнике ВНИИ садоводства им. И.В.Мичурина.

й

S L2

а

в

в 1 » *

о Ч

S.0-8 а

0

%-М

А h

Я 0.4

1

с 02

□

/ / / N 3

1 / / —■ ñ í \ 4 \ и К

i ✓ / У — N. — .-

1/ 7 / /

V \ Ч \

0.40.5 0.6 0.7 0£ 0.9 I 1Л 1.2 1.3 1.4 1.5 Х£ 17 1.8 Интенсивность флуоресценции, отн.ед.

Рис.13 Распределение результатов измерения интенсивности флуоресценции плодов.

1 - срок съеш ЗДХШг. 2 - срок съеиа ЬМ.А1г. 3 - -—г &09Д1г.

Рис.14 Установка обработки плодов ваттными препаратами орошением в контейнерах.

Критериями оценки устройств является надежность работы и качество обработки плодов по результатам хранения.

Все контейнеры после обработки установлены в холодильную камеру. В ноябре произведена товарная оценка плодов. В табл.2 показаны результаты товарной оценки. Установлено, что при обработке орошением выход здоровых плодов более высок по сравнению с другими вариантами.

Удельный объем здоровых плодов для УЗП-10 и УЗП-15 со-. ответственно составил: 953 кГ/т и 968 кГ/т, а от всего объема плодов выход здоровых плодов составит; 4145550 кГи 42891 КГ.

Прибыль с 1 кг плодов в среднем 1000 руб.

Спр1 - 4145550-1000 - 8291100000 руб. (9)

Слр2 - 4289100-1000 - 8421600000 руб. (10)

Прибыль от применения установки УЗП-15 составит

Спр - Спр1 - Спр2 - 130500096 руб (11)

Учитывая дополнительные затраты и 7ОХ отчисления на технологию прибыль составит

С - (РЗ + Спр).-0.3 - 42287088 руб. (123

Разработаны методические основы определения экономической эффективности технологического процесса обработки плодов защитными препаратами перед закладкой на хранение.

Конкретное проявление результатов хранения плодов яблони с обработкой их защитными препаратами перед закладкой на ■ хранение находит свое отражение в сокращении количественных и качественных потерь и продлении сроков хранения.

Таблица 2

Результаты производственной проверки обработки плодов на устройствах УЗП-10 и УЗП-15

Выход здоровых плодов, 7. врианты

УЗП-15 УЗП-10

орошен. 1 мин орошен. 1.5 мин орошен. 2.0 мин орошен, среднее погруж. контроль

99.1 98.1 97.7 98.6 95.3 92.5

- so -ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1.В настоящее время из-за несовершенства технологии послеуборочной обработки, отсутствия оборудования и средств контроля потери плодое достигают 15Z, Это сдерживает внедрение прогрессивной технологии послеуборочной обработки защитными препаратами. Отсутствие надежных способов экспресс-контроля качества плодов приводит к необходимости сплошной обработки плодов, что не всегда является целесообразным.

2.На основе проведенных исследований предлагается измерение зрелости плодов и концентрации кальция перед послеуборочной обработкой осуществлять путем измерения электросопротивления ткани в диапазоне частот 3 - 100 кГц. Предложена и апробирована-методика определения параметров ткачи плода путем внедрения электродов, подачи на них напряжения 1 кгц и 10 кГц и измерения сопротивления.

3. В результате проведенной работы предложен способ измерения зрелости плодов по отражению оптического излучения их поверхности в диапазоне 400 - 750 нм, отработана методика определения зрелости плодов по отраженному оптическому излучению указанного диапазона.

4.Предложен, разработан и исследован способ измерения качества по флуоресценции поверхности плодов на длине . волны возбуждения 365 нм, длине волны флуоресценции 464-467 нм и -510-530 нм со сдвигом по мере созревания от 530- к 510 нм. Отработана методика определения зрелости плодов и концентрации антиоксидантов в процессе послеуборочной обработки.■

5. Комплекс способов и технических средств для определения качества плодов позволяет обеспечить их экспресс-анализ в процессе уборки, послеуборочной обработки и закладки на хранение в реальном масштабе времени.

6.Исследованные в данной работе способы обработки плодов путем погружения плодов в раствор, погружение под давлением или вакуумом в растворе, а также орошения показали большую эффективность способа обработки под давлением и орошением.

7.Разработана конструкция оборудования для ббработки п.впяр« занятными препаратами способом погружения (A.c.

1528418. А. с.1630750) позволяющие механизировать процесс послеуборочной обработки производительностью 10 т/час и способ орошения производительностью 15 т/час. Оборудование прошло испытания в плодоводческих хозяйствах Липецкой и Тамбовской областей..

8.Разработаны исходные требования на оборудование для обработки плодов способами погружения. Инженерный центр ВНИИ садоводства им.И.В.Мичурина выпустили в 1988 - 1991гг. 12 комплектов оборудования. Предложено и разработано устройство обработки плодов защитными препаратами ороиением, под давлением и вакуумом. ■ •

9.Предложена методология создания системы управления обработкой плодов на базе способа измерения качества по электросопротивлению, отражению и флуоресценции и созданного оборудования для обработки.

10. Производственная проверка оборудования для обработки плодов защитными препаратами в объеме 2000 т ежегодно показала техническую надежность и экономическую эффективность устройства в размере 42 млн.руб/кГ.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Установки для обработки плодов защитными препаратами перед закладкой на хранение // Садоводство и виноградарство.' 1991. N 3 С.8-10. (соавтор Гордеев A.C.),

2.К вопросу механизации обработки плодов перед хранением. - Механизация в садоводстве (сборник научных трудов). Мичуринск, 1987.

3. Исследование электрических свойств плодов яблони. - Теоретическая и прикладная карпология. Тезисы докладов Всесоюзной конференции. Кишинев "Итиинца", 1989. - 326с.

4.Исследование способов обработки плодов защитными, препаратами перед хранением для механизации процесса. - Проблемы интенсификации садоводства (тезисы докладов). Мичуринск, .1989.

5.Исследование способов обработки плодов растворами препаратов перед хранением. - Проблемы интенсификации современного садоводстЕа (тезисы докладов). Мичуринск, 1990.

6.Построение математической модели электрофизических параметров плода. - Математическое моделирование в садоводстве (сборник научных трудов).Мичуринск,1990.

7. Установка для обработки растительной продукции защитными препаратами: A.c. 1528418 СССР, МНИ Л-23 В 7/16, А 23 N

12/00, А Ol F 25/00 / соавторы A.C. Гордеев, Р.П. Кобозев, и Н.П. Гордеева; ВНИИСад. - N 4256293/30-13; Заявл. 13.06.87; Опубл. 15.12.89, Вюл. N 46. - С.

8.Устройство для обработки растительной продукции защитными препаратами: A.c. 1630754 СССР, МКИ А 23 В 7/16, А 23

N 12/00, А Ol F 25/00 / соавторы A.C. Гордеев, В.И.Гор-шенин, В.А.Гудковский, В.И.Канапухин, Р.П.Кобозев, А.В.Огнев, и А.В.Четвертаков; ВНИИСад. - N 4663523/13; Заявл. 20.03.89; Опубл. 28.02.91, Бш. N 8. - С.

Подписано в печать 8.11.95 г. заказ N 602 тираж 100

ротапринт ВНИИС им. И.В.Мичурина, г.Мичуринск