Актуальность темы. За последние годы в технологии хранения картофеля достигнуты значительные результаты. Тем не менее, потери при хранении до сих пор велики.
Наиболее значимый ущерб наносится картофелю в период длительного хранения при высоких температурах, рекомендуемых при переработке на обжаренные продукты, поскольку при низкой температуре в клубнях накапливается повышенное количество Сахаров, вследствие чего они становятся непригодными для переработки. При повышенной температуре клубни многих сортов начинают прорастать уже в декабре > январе месяцах. За рубехсом в борьбе с прорастанием широко используются химические препаратыингибиторы прорастания. Поиск новых безопасных и эффективных средств воздействия на клубни, тормозящих их прорастание весьма актуален, особешю для хранения картофеля, предназначенного для переработки.
Исследования ряда авторов показывают, что обработка клубней озоноБоздушной смесью при определенных режимах снижает потери при хранении, повышает качественные показатели клубней, позволяет отказаться от применения химических препаратов при хранении и получать обжаренные картофелепродукты высокого качества.
Подготовить научно-обоснованные рекомендации по режимам обработки клубней озоновоздушной смесью (озонирования) в сочетании с температурами хранения на урожайность, лежкость, качество картофеля ц картофелепродуктов.
Изучить влияние обработки клубней озоновоздушной смесью на: 1) рост и развитие растений, урожай и качество картофеля (содержание сухих веществ, редуцирующих Сахаров, крахмала, потребительские показатели); 2) лежкость при длительном хранении в зависимости от температуры хранения; 3) качество обжаренных картофелепродуктов. Показать экономическую эффективность изучаемых режимов озонирования.
Установлена эффективность воздействия озоновоздушной смеси на рост, развитие и урожайность картофеля, дежурств, качество клубней и картофелеиродуктов; вня&тены оптимальные обработки клубней озоновоздушной смесью (озонирования) в зависимости от температуры хранения.
Практическая значимость результатов исследований. Обоснованные режимы обработки клубней озоновоздушной смесью повышают урожайность, снижают потери при хранении, повышают потребительские показатели клубней и качество обжаренных картофелепродуктов.
Объект исследований: сорта картофеля различных групп спелости и назначения.
Объект исследований: сорта картофеля различных групп спелости и назначения.
Предмет исследований — влияние обработки клубней озоновоздушной смесью на урожайность, лежкость при хранении, биохимические показатели клубней, показатели качества картофеля и картофелепродуктов.
Положении, выносямыс па защиту. Рост и развитие растений, урожайность в последействии, лежкость картофеля, его биохимические и потребительские показатели и качество обжаренных продуктов в зависимости от температуры хранения, экспозиции и режимов обработки клубней озоновоздушной смесью (озонирования).
Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку в хранилище ВНИИКХ Люберецкого района Московской области, г.п. Красково-1. Производственная проверка подтвердила полученные выводы.
Апробация работы. Результаты работы доложены на Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение и инновационное развитие картофелеводства» 6-8 августа 2008г Коренево ВНИИКХ, костерное (стендовое) соощение «Обработка клубней озоновоздушной смесью и ее влияние на лежкость, качество картофелепродуктов переработки и урожайность картофеля. (Чулков Б.А.)
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 3 научные статьи, в т.ч. одна — в рецеігзируемом журнале.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 145 стр., состоит из введения, обзора литературы, 4 глав, выводов и предложений производству. Содержит 13 таблиц, 21 рис. и 26 приложений. В списке использованной литературы 129 источника, в т.ч. 63-на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Полевые опыты проводили п 2006-2008 гг. на экспериментальной базе ВНИИКХ «Коренево» на дерново-подзолистой супесчаной почве. Опыта по лежкости (потерям) проводили в 2005-2008 гг.
Агрохимические показатели почвы: рН (соя.)-4,3…4,8; гидролитическая кислотность-3,4…4,1 мг-экв./100г почвы; Р2Ог-340…370 мг/кг почвы и К20-105… U 9 мг/кг (по Кирсанову); гумус (по ТюринуН ,8.. .2,0 %.
Агротехника возделывания-общепринятая для зоны. Учет урожаясплошной поделялочный. Посадка-5-10 мая в предварительно нарезанные гребни, на глубину 8-10 см, клубнями массой 50-80 г.
Схема оігыта. Исследования проводились в соответствии со структурной схемой (рис. 1), предусматривающей обработку картофеля для посадки в трех режимах: №1-октябрь и апрель; №2-октябрь-апрель ежемесячно; №3- первая декада апреля; для переработки-октябрь -май ежемесячно.
Метеорологические условия в годы исследований были различнымикак благоприятными в 2006 и 2008 гт. по сумме и распределению температур (рис. 2) и осадков (рис. 3), так и неблагоприятными-2007, который был засушливым и жарким.
Методика исследований. Агрохимическая характеристика почвы: гумус по Тюрину (ГОСТ 26213- — 91); Р205 и К2 0 — по Кирсанову (ГОСТ 26207- 91); рН (сол) потендиометрически (ГОСТ 26483-85); гидролитическая кислотность — по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91).
Фенологические наблюдения проводили по методике ВНИИКХ (1967). В течение вегетации отмечали начало появления всходов, полные всходы, вступление в фазу бутонизации, полную бутонизацию, начало цветения, полное цветение,
Биометрические показатели — высоту растений, количество стеблей в кусте определяли в фазу цветения.
Урожай и его структуру определяли методом сплошной копки делянок картофелекопателем с последующим сбором вручную и взвешиванием
Температура. Картофель для посадки сорта Удача и Невский хранили при температуре 2-4 «С, предназначенные для переработки — Голубизна, Леди Розетта при 8-10 «С и поддерживали ее на постоянном уровне в холодильных камерах ВНИИКХ в течение всего периода хранения.
Лежкость клубней при хранении с определением общих потерь в том числе, естественной убыли массы, абсолютной гнили и потерь на ростки определяли по методическим указаниям ВАСХНИЛ, 1977. Для определения этих показателей на хранение закладывали сетки с клубнями массой 5 кг в трехкратной повторности.
Озонирование. Клубни каждого сорта массой по 5кг помещали в сетки в трехкратной повторности для соответствующего режима обработки с помощью озонатора ОВОД — 01 конструкции Костромского НИИСХ.
При температуре хранения 2-4 °С клубни обрабатывали с экспозицией 4; 24; 36; 48 часов независимо от режима озонирования, при температуре хранения 8-10 °С для переработки — 24; 48; 72; 96 часов. Концентрация озона2,5 мг/м3.
Биохимические и потребительские показатели клубней, качество хрустящего картофеля и фри определяли в соответствии с «Методическими указаниями по оценке сортов картофеля на пригодность к промышленной переработке» (В.П. Кирюхин, М.М. Чеголина, 1
Сухое вещество и крахмал определяли по удельной разнице массы клубней в воздухе и воде, редуцирующие сахара — методом с использованием полосок глюкоурихрома.
Потребительские качества клубней определяли по потемнению мякоти сырых и вареных клубней через 20 минут’, 3 н 24 часа, вкус — органолентическим методом через 10 минут после варкн в кожуре • Указанные показатели, оценивали по 9-бальной шкале.
Качество хрустящего картофем и фри определяли без бланширования и с бланшированием долек с оценкой по таким показателям как цвет и консистенция.
Математическая обработка результатов исследований проводилась методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985).
Фенологические наблюдения. Данные фенологических наблюдений (табл. 1) в среднем за 2006-2008гг отличались по режимам и экспозициям озонирования.
В оптимальном режиме №2 при экспозиции 48 часов па сорте Удача начало всходов было раньше на 3, а по сорту Невский с экспозицией 36 часов на 4 дня но сравнению с контролем. Соответственно полные всходы были на этих сортах раньше на 3 дня.
Фаза бутонизации наступила: у сорта Удача в среднем за три года во втором режиме на 42 день от посадки тоі да как на контроле па 46 день, а у сорта Невский в том же режиме с экспозицией 36 часов на 50 день, а контроль на 54депъ от посадки.
Полное цветение у сорта Удача в режиме 2 с обработкой озоном 48 часов проходило на пять дней раньше, чем на контроле, а у сорта Невский в том же режиме с эшюзициейЗб часов та 4 дня раньше в сравнении с контролем.
Таблица 1 — Прохождение растениями основных фаз развития от посадки до полного цветения в зависимости от режима обработки клубней озоновоздушной смесью (в среднем за 2006 — 2008 гг.)
Биометрические показатели растений. Как свидетельствуют данные, приведенные в (табл. 2\ количество стеблей зависит oт режима обработки и экспозиции озонирования клубней. Из трех изученных режимов наибольшим количеством стеблей отмечается сорт Удача в режиме №2 с экспозицией 48 часов и составляет (5,2 шт.\куст) на контроле (43 шт.\куст), а на сорте Невский в среднем за 2006-2008 год в том же режиме при 36 часовой экспозиции (5,0 шт.\куст) контроль составил (3,5 шт./куст).
Из изучаемых режимов обработки по всем видам максимальная высота стеблей была отмечена на сорте Удача с экспозицией 48 часов (53 см), а на Невском с экспозицией 36 часов (40 см) в режиме №2
Таблица 2 — Количество основных стеблей в кусте и высота растений (фаза цветения) в зависимости от сорта, режима и экспозиции обработки клубней озоновоздушиой смесью (в среднем за 2006 — 2008 гг.)
Урожайность картофеля: (табл. 3) по обоим сортам была максимальной в благоприятном 2006 и 2008 году. Это связано с тем, что 2006 и 2008 год по характеру распределения осадков в критическую фазу развития (бутонизация — цветение) был наиболее оптимальным по сравнению с 2007 годом исследований. Урожайность картофеля в среднем га 2006-2008гг значительно отличалась но режимам и экспозициям озонирования.
Максимальная прибавка в среднем за три года по сорту Удача составила 2,7 тта или на 10 %, по сорту Невский на 3,7 тта или 15,6 % при обработке во втором режиме (октябрьапрель) с экспозицией 36 и 48 часоа
Таблица 3 — Урожайность картофеля (т/га) в зависимости от режима и озоновоздушной смесью
Структура урожая. Структура урожая (табл. 4) значительно отличалась по режь мам и экспозициям озонирования. В среднем за 3 года наибольший проценг выхода товарных клубией фракции более 40 мм отмечен во втором режиме copra Удача с экспозицией 43 часов (83,9 %) и сорта Невский с экпозицией 36 часов (84,8%)
Таблица 4 — Товарность картофеля (%) в зависимости от режима и экспозицки обработки клубней озоновоздушиой смесью (в среднем за 2006-2008 гг.)
Потери при хранении, п том числе убыль массы, в зависимости от сорта, режима, экспозиции обработки клубней озоновоздушиой смесью и температуры хранении. Наибольшее снижение потерь при температуре хранения 2-4 °С наблюдалось у сортов при обработке клубней озоновоздушной ежемесячно (режим №2)
При обработке озоновоздушной смесью сорта Невский (рис. 4) в режиме №2 (октябрь-апрель) в среднем за три года с экспозицией 48 часов потери снизились на 7,1 %.
Рис. 4 Потери в зависимости or зшаазиции и режима обработки аадновіздушной смесью клубней, температура хранения 2-4 °С (в среднем за 2005 — 2008 гг.) сорт Невский
По сорту Удача (рис. 5) уменьшение потерь во втором режиме по сравнению с контролем составило при 48 часовой экспозиции 7,8 %.
При температуре хранений картофеля для переработки 8-10 *С. Наибольшее снижение потерь по сорту Голубизна и Леди Розетта (рис. 6) было при экспозиции озонирования 96 часов. По сравнению с контролем потери снизились в среднем за три года в 2-2,2 раза и составили около 11 %, тогда как на контроле 23-25 %.
Рис. 5 Потери в зависимости от экспозиции и режим обработки озоновоздушной смесью клубней. температура хранения 2-4*С (в среднем за 2005 — 2008 гг.) сорт Удача
Рис. 6 Потери в зависимости от ЭКСПОЗИЦИИ И обработки клубней озоновоздушной смесью. При температуре хранения 8-10 °С. Определение потерь — май. (в среднем за 2005-2008 гг.)
Биохимические и потребительские показатели клубней в зависимости от экспозиции и режима обработки клубней озоновоздушной смесью. В понятие биохимические показатели клубней входит большой комплекс определений. Однако в наших исследованиях, исходя из поставлешюй задачи, определяли лишь три показателя — содержанке сухих веществ, крахмала и редуцируюимх сахароз, определяющие в основном качество и эффективность производства хрустящего картофеля и фри, а также его потребительские показатели.
Для произюдства хрустящего картофеля и фри содержание сухих веществ, в клубнях должно быть, не ниже 20%, содержание редуцирующих сахароз не более 0,25-030 %.
Клубни сортов Голубизна и Леди Розетта имели высокое содержание сухих веществ, которое к концу периода хранения снизились незначительно — на 0,1 — 1,5 % по сравнению с контролем. Обработка с зкепозицией, начиная с 48 часов снизила содержание редуцирующих Сахаров в два раза по сравт тению с контролем.
Потребительские показатели клубней картофеля. При температуре хранения 8-10 °С устойчивость мякоти клубней сорта Голубизна и Леди Розетта к потемнению в процессе хранения в среднем за три года (2005-2008) была относительно высокой и находилась с контролем практически на одном уровне.
Обработка озоновоздушной смесью несколько снизила устойчивость к потемнению сырых клубней, особенно, к концу хранения — в апреле, мае месяцах. У вареных клубней в начальный период хранения (октябрь-январь) обработка клубней озоновоздушной смесью повышала устойчивость мякоти к потемнению в среднем на 1-2 балла.
Качество хрустящего картофеля и фри в зависимости от исследуемых факторов. В наших исследованиях в качестве нижней границы хорошего качества принята продукция с оценкой 6 баллов и выше при девятибальной оценке. Результаты исследований показывают (рис. 7 и 8), что качество хрустящего картофеля и фри в значительной степени зависит от времени переработки и экспозиции обработки озоновоздушной смесью.
Повышенная температура хранения в сочетании с экспозицией 72 и 96 часов обеспечивает высокое качество хрустящего картофеля и фри независимо от времени хранения и сорта. По сравнению с контролем качество обжаренных продуктов в этих вариантах было выше на 2-3 балла
Рис. 7 Качество хрустящего картофеля в зависимости от периода хранения и экспозиции обработки клубней озоновоздушной смесью.
Температура хранения 8-10 °С. Сорт Голубизна, (в среднем за 2005-2008 гг.)
Рис. 8 Качество хрустящего картофеля в зависимости от периода хранения и экспозиции обработки клубней озоновоздушной смесью.
Температура хранения 8-10 °С. Сорт Леди Розетта (в среднем за 2005-2008 гг.)
Экономическую эффективность обработки клубней озоновоздушной смесью определяли отдельно при температуре хранения 2-4 °С и при 8-10 °С в зависимости от экспозиции и режимов обработки клубней озоновоздушной смесью.
При температуре хранения 2-4 °С оценивали влияние на урожайность и на потери при длительном хранении.
При температуре хранения 8-10 °С по влиянию на качество продукции и потери в процессе хранения.
Температура хранения 2-4 °С
С учетом снижения потерь и повышения урожайности в пересчете на 1 тонну заложенного на хранение картофеля расчетный эффект составил по сорту Удача — 7716 руб/т, по сорту Невский — 9870,0 руб/т.
Температура хранения 8-10 °С
Расчетный эффект от обработки клубней озоновоздушной смесью составил:
Сорт Голубизна
Хрустящий картофель — 51582 руб/т
Картофель фри — 5842 руб/т
Сорт Леди Розетта
Хрустящий картофель — 37882 руб/т
Картофель фри — 5632 руб/т
ВЫВОДЫ
1. Рост, развитие растений, продуктивность и лежкость картофеля определялись режимами обработки клубней озоновоедушной смесью
2 Обработка клубней озоновоздушной смесью ускоряла появление всходов по сравнению с контролем по сорту Удача на 3 дня, а по сорту Невский — на 4 дня. При этом увеличивалось количестю стеблей, соответственно, на 0,9 и на 1,5 шикует. Высота стеблей в фазу цветения была выше чем в контроле на 8 см по сорту Удача и на 7 см по сорту Невский.
3. По изменению биометрических показателей растений картофеля и величине урожайности наиболее зффектиияым оказался режим ежемесячной обработки клубней озоновоздушной смесью с октября по апрель в концентрации 2,5 мг/м с экспозицией 36 и 48 часов при температуре хранения 2-4 С. Обработка клуиней озоновоздушной смесью повысила сбор клубней по сорту Удача на 2,7 т/га, по сорту Невский на 3,7 т/га или т 10,0 и 15,6%.
4. Обработка клубней озоновоздушной смесью при температуре хранения 2-4 *С с экспозицией 36 и 48 часов снижает потери по сравнению с контролем на 7,1 — 7,8 %
5. Картофель, предназначенный для переработки на обжаренные продукты (хрустящий картофель, фри), с температурой хранения 8-10 °С рекомендуется обрабатывать в процессе хранения ежемесячно с экспозицией 72 и 96 часов. 1 Зри таком режиме обработки обеспечивается снижение потерь по сравнению с контролем в 1,8-2 раза.
6. Обработка с экспозицией 72 и % часов к окончанию срока хранения снижает по сравнению с контролем содержание в клубнях редуцирующих сахаров в два раза, сухих веществ на 1,1-1,2 % по сорту Голубизна и в пределах до 1,0 % по сорту Леди Розетта
7. Устойчивость мякоти вареных клубней через 24 часа выше на 1-2 балла по сравнению с контролем за счет обработки при рекомендуемой экспозиции.
8. Суммарный расчетный экономический эффект по величине условно — чистого дохода от обрзбсяки клубней озоновоздушной смесью при хранении 2-4 *С в зависимости от сорта состаатяег 7716 — 9870 руб/г за счет снижения потерь и повышения урожайности в последействии и 37882 — 51582 руб/г при переработке на хрустящий картофель и 5632 — 5842 руб/г — на фри.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для повышения урожайности в последействии и снижения потерь при хранении картофель сортов Удача и Невский рекомендуется обрабатывать озоновоздушной смесью в концентрации 2,5 мг/м ежемесячно с экспозицией 36 и 48 часов (температура хранения 2-4 С).
2. С целью снижения потерь, повышения выхода и качества обжаренных картофелепродуктов (хрустящий картофель и фри) клубни сортов Голубизна и Леди Розетта обрабатывают озоновоздушной смесью в процессе хранения ежемесячно с экспзицией 72 и 96 часов (температура хранения 8-10 *С)
Наиболее значимый ущерб наносится картофелю в период длительного хранения при высоких температурах, рекомендуемых при переработке на обжаренные продукты, поскольку при низкой температуре в клубнях накапливается повышенное количество Сахаров, вследствие чего они становятся непригодными для переработки. При повышенной температуре клубни многих сортов начинают прорастать уже в декабре > январе месяцах. За рубехсом в борьбе с прорастанием широко используются химические препаратыингибиторы прорастания. Поиск новых безопасных и эффективных средств воздействия на клубни, тормозящих их прорастание весьма актуален, особешю для хранения картофеля, предназначенного для переработки.
Исследования ряда авторов показывают, что обработка клубней озоноБоздушной смесью при определенных режимах снижает потери при хранении, повышает качественные показатели клубней, позволяет отказаться от применения химических препаратов при хранении и получать обжаренные картофелепродукты высокого качества.
Подготовить научно-обоснованные рекомендации по режимам обработки клубней озоновоздушной смесью (озонирования) в сочетании с температурами хранения на урожайность, лежкость, качество картофеля ц картофелепродуктов.
Изучить влияние обработки клубней озоновоздушной смесью на: 1) рост и развитие растений, урожай и качество картофеля (содержание сухих веществ, редуцирующих Сахаров, крахмала, потребительские показатели); 2) лежкость при длительном хранении в зависимости от температуры хранения; 3) качество обжаренных картофелепродуктов. Показать экономическую эффективность изучаемых режимов озонирования.
Установлена эффективность воздействия озоновоздушной смеси на рост, развитие и урожайность картофеля, дежурств, качество клубней и картофелеиродуктов; вня&тены оптимальные обработки клубней озоновоздушной смесью (озонирования) в зависимости от температуры хранения.
Практическая значимость результатов исследований. Обоснованные режимы обработки клубней озоновоздушной смесью повышают урожайность, снижают потери при хранении, повышают потребительские показатели клубней и качество обжаренных картофелепродуктов.
Объект исследований: сорта картофеля различных групп спелости и назначения.
Объект исследований: сорта картофеля различных групп спелости и назначения.
Предмет исследований — влияние обработки клубней озоновоздушной смесью на урожайность, лежкость при хранении, биохимические показатели клубней, показатели качества картофеля и картофелепродуктов.
Положении, выносямыс па защиту. Рост и развитие растений, урожайность в последействии, лежкость картофеля, его биохимические и потребительские показатели и качество обжаренных продуктов в зависимости от температуры хранения, экспозиции и режимов обработки клубней озоновоздушной смесью (озонирования).
Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку в хранилище ВНИИКХ Люберецкого района Московской области, г.п. Красково-1. Производственная проверка подтвердила полученные выводы.
Апробация работы. Результаты работы доложены на Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение и инновационное развитие картофелеводства» 6-8 августа 2008г Коренево ВНИИКХ, костерное (стендовое) соощение «Обработка клубней озоновоздушной смесью и ее влияние на лежкость, качество картофелепродуктов переработки и урожайность картофеля. (Чулков Б.А.)
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 3 научные статьи, в т.ч. одна — в рецеігзируемом журнале.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 145 стр., состоит из введения, обзора литературы, 4 глав, выводов и предложений производству. Содержит 13 таблиц, 21 рис. и 26 приложений. В списке использованной литературы 129 источника, в т.ч. 63-на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Полевые опыты проводили п 2006-2008 гг. на экспериментальной базе ВНИИКХ «Коренево» на дерново-подзолистой супесчаной почве. Опыта по лежкости (потерям) проводили в 2005-2008 гг.
Агрохимические показатели почвы: рН (соя.)-4,3…4,8; гидролитическая кислотность-3,4…4,1 мг-экв./100г почвы; Р2Ог-340…370 мг/кг почвы и К20-105… U 9 мг/кг (по Кирсанову); гумус (по ТюринуН ,8.. .2,0 %.
Агротехника возделывания-общепринятая для зоны. Учет урожаясплошной поделялочный. Посадка-5-10 мая в предварительно нарезанные гребни, на глубину 8-10 см, клубнями массой 50-80 г.
Схема оігыта. Исследования проводились в соответствии со структурной схемой (рис. 1), предусматривающей обработку картофеля для посадки в трех режимах: №1-октябрь и апрель; №2-октябрь-апрель ежемесячно; №3- первая декада апреля; для переработки-октябрь -май ежемесячно.
Метеорологические условия в годы исследований были различнымикак благоприятными в 2006 и 2008 гт. по сумме и распределению температур (рис. 2) и осадков (рис. 3), так и неблагоприятными-2007, который был засушливым и жарким.
Методика исследований. Агрохимическая характеристика почвы: гумус по Тюрину (ГОСТ 26213- — 91); Р205 и К2 0 — по Кирсанову (ГОСТ 26207- 91); рН (сол) потендиометрически (ГОСТ 26483-85); гидролитическая кислотность — по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91). Фенологические наблюдения проводили по методике ВНИИКХ (1967). В течение вегетации отмечали начало появления всходов, полные всходы, вступление в фазу бутонизации, полную бутонизацию, начало цветения, полное цветение,
Биометрические показатели — высоту растений, количество стеблей в кусте определяли в фазу цветения.
Урожай и его структуру определяли методом сплошной копки делянок картофелекопателем с последующим сбором вручную и взвешиванием
Температура. Картофель для посадки сорта Удача и Невский хранили при температуре 2-4 «С, предназначенные для переработки — Голубизна, Леди Розетта при 8-10 «С и поддерживали ее на постоянном уровне в холодильных камерах ВНИИКХ в течение всего периода хранения.
Лежкость клубней при хранении с определением общих потерь в том числе, естественной убыли массы, абсолютной гнили и потерь на ростки определяли по методическим указаниям ВАСХНИЛ, 1977. Для определения этих показателей на хранение закладывали сетки с клубнями массой 5 кг в трехкратной повторности.
Озонирование. Клубни каждого сорта массой по 5кг помещали в сетки в трехкратной повторности для соответствующего режима обработки с помощью озонатора ОВОД — 01 конструкции Костромского НИИСХ.
При температуре хранения 2-4 °С клубни обрабатывали с экспозицией 4; 24; 36; 48 часов независимо от режима озонирования, при температуре хранения 8-10 °С для переработки — 24; 48; 72; 96 часов. Концентрация озона2,5 мг/м3.
Биохимические и потребительские показатели клубней, качество хрустящего картофеля и фри определяли в соответствии с «Методическими указаниями по оценке сортов картофеля на пригодность к промышленной переработке» (В.П. Кирюхин, М.М. Чеголина, 1
Сухое вещество и крахмал определяли по удельной разнице массы клубней в воздухе и воде, редуцирующие сахара — методом с использованием полосок глюкоурихрома.
Потребительские качества клубней определяли по потемнению мякоти сырых и вареных клубней через 20 минут’, 3 н 24 часа, вкус — органолентическим методом через 10 минут после варкн в кожуре • Указанные показатели, оценивали по 9-бальной шкале.
Качество хрустящего картофем и фри определяли без бланширования и с бланшированием долек с оценкой по таким показателям как цвет и консистенция.
Математическая обработка результатов исследований проводилась методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985).
Фенологические наблюдения. Данные фенологических наблюдений (табл. 1) в среднем за 2006-2008гг отличались по режимам и экспозициям озонирования.
В оптимальном режиме №2 при экспозиции 48 часов па сорте Удача начало всходов было раньше на 3, а по сорту Невский с экспозицией 36 часов на 4 дня но сравнению с контролем. Соответственно полные всходы были на этих сортах раньше на 3 дня.
Фаза бутонизации наступила: у сорта Удача в среднем за три года во втором режиме на 42 день от посадки тоі да как на контроле па 46 день, а у сорта Невский в том же режиме с экспозицией 36 часов на 50 день, а контроль на 54депъ от посадки.
Полное цветение у сорта Удача в режиме 2 с обработкой озоном 48 часов проходило на пять дней раньше, чем на контроле, а у сорта Невский в том же режиме с эшюзициейЗб часов та 4 дня раньше в сравнении с контролем.
Таблица 1 — Прохождение растениями основных фаз развития от посадки до полного цветения в зависимости от режима обработки клубней озоновоздушной смесью (в среднем за 2006 — 2008 гг.)
Биометрические показатели растений. Как свидетельствуют данные, приведенные в (табл. 2\ количество стеблей зависит oт режима обработки и экспозиции озонирования клубней. Из трех изученных режимов наибольшим количеством стеблей отмечается сорт Удача в режиме №2 с экспозицией 48 часов и составляет (5,2 шт.\куст) на контроле (43 шт.\куст), а на сорте Невский в среднем за 2006-2008 год в том же режиме при 36 часовой экспозиции (5,0 шт.\куст) контроль составил (3,5 шт./куст). Из изучаемых режимов обработки по всем видам максимальная высота стеблей была отмечена на сорте Удача с экспозицией 48 часов (53 см), а на Невском с экспозицией 36 часов (40 см) в режиме №2
Таблица 2 — Количество основных стеблей в кусте и высота растений (фаза цветения) в зависимости от сорта, режима и экспозиции обработки клубней озоновоздушиой смесью (в среднем за 2006 — 2008 гг.)
Урожайность картофеля: (табл. 3) по обоим сортам была максимальной в благоприятном 2006 и 2008 году. Это связано с тем, что 2006 и 2008 год по характеру распределения осадков в критическую фазу развития (бутонизация — цветение) был наиболее оптимальным по сравнению с 2007 годом исследований. Урожайность картофеля в среднем га 2006-2008гг значительно отличалась но режимам и экспозициям озонирования. Максимальная прибавка в среднем за три года по сорту Удача составила 2,7 тта или на 10 %, по сорту Невский на 3,7 тта или 15,6 % при обработке во втором режиме (октябрьапрель) с экспозицией 36 и 48 часоа
Таблица 3 — Урожайность картофеля (т/га) в зависимости от режима и озоновоздушной смесью
Структура урожая. Структура урожая (табл. 4) значительно отличалась по режь мам и экспозициям озонирования. В среднем за 3 года наибольший проценг выхода товарных клубией фракции более 40 мм отмечен во втором режиме copra Удача с экспозицией 43 часов (83,9 %) и сорта Невский с экпозицией 36 часов (84,8%) Таблица 4 — Товарность картофеля (%) в зависимости от режима и экспозицки обработки клубней озоновоздушиой смесью (в среднем за 2006-2008 гг.)
Потери при хранении, п том числе убыль массы, в зависимости от сорта, режима, экспозиции обработки клубней озоновоздушиой смесью и температуры хранении. Наибольшее снижение потерь при температуре хранения 2-4 °С наблюдалось у сортов при обработке клубней озоновоздушной ежемесячно (режим №2)
При обработке озоновоздушной смесью сорта Невский (рис. 4) в режиме №2 (октябрь-апрель) в среднем за три года с экспозицией 48 часов потери снизились на 7,1 %.
Рис. 4 Потери в зависимости or зшаазиции и режима обработки аадновіздушной смесью клубней, температура хранения 2-4 °С (в среднем за 2005 — 2008 гг.) сорт Невский По сорту Удача (рис. 5) уменьшение потерь во втором режиме по сравнению с контролем составило при 48 часовой экспозиции 7,8 %.
При температуре хранений картофеля для переработки 8-10 *С. Наибольшее снижение потерь по сорту Голубизна и Леди Розетта (рис. 6) было при экспозиции озонирования 96 часов. По сравнению с контролем потери снизились в среднем за три года в 2-2,2 раза и составили около 11 %, тогда как на контроле 23-25 %.
Рис. 5 Потери в зависимости от экспозиции и режим обработки озоновоздушной смесью клубней. температура хранения 2-4*С (в среднем за 2005 — 2008 гг.) сорт Удача
Рис. 6 Потери в зависимости от ЭКСПОЗИЦИИ И обработки клубней озоновоздушной смесью. При температуре хранения 8-10 °С. Определение потерь — май. (в среднем за 2005-2008 гг.) Биохимические и потребительские показатели клубней в зависимости от экспозиции и режима обработки клубней озоновоздушной смесью. В понятие биохимические показатели клубней входит большой комплекс определений. Однако в наших исследованиях, исходя из поставлешюй задачи, определяли лишь три показателя — содержанке сухих веществ, крахмала и редуцируюимх сахароз, определяющие в основном качество и эффективность производства хрустящего картофеля и фри, а также его потребительские показатели.
Для произюдства хрустящего картофеля и фри содержание сухих веществ, в клубнях должно быть, не ниже 20%, содержание редуцирующих сахароз не более 0,25-030 %.
Клубни сортов Голубизна и Леди Розетта имели высокое содержание сухих веществ, которое к концу периода хранения снизились незначительно — на 0,1 — 1,5 % по сравнению с контролем. Обработка с зкепозицией, начиная с 48 часов снизила содержание редуцирующих Сахаров в два раза по сравт тению с контролем.
Потребительские показатели клубней картофеля. При температуре хранения 8-10 °С устойчивость мякоти клубней сорта Голубизна и Леди Розетта к потемнению в процессе хранения в среднем за три года (2005-2008) была относительно высокой и находилась с контролем практически на одном уровне.
Обработка озоновоздушной смесью несколько снизила устойчивость к потемнению сырых клубней, особенно, к концу хранения — в апреле, мае месяцах. У вареных клубней в начальный период хранения (октябрь-январь) обработка клубней озоновоздушной смесью повышала устойчивость мякоти к потемнению в среднем на 1-2 балла.
Качество хрустящего картофеля и фри в зависимости от исследуемых факторов. В наших исследованиях в качестве нижней границы хорошего качества принята продукция с оценкой 6 баллов и выше при девятибальной оценке. Результаты исследований показывают (рис. 7 и 8), что качество хрустящего картофеля и фри в значительной степени зависит от времени переработки и экспозиции обработки озоновоздушной смесью.
Повышенная температура хранения в сочетании с экспозицией 72 и 96 часов обеспечивает высокое качество хрустящего картофеля и фри независимо от времени хранения и сорта. По сравнению с контролем качество обжаренных продуктов в этих вариантах было выше на 2-3 балла
Рис. 7 Качество хрустящего картофеля в зависимости от периода хранения и экспозиции обработки клубней озоновоздушной смесью. Температура хранения 8-10 °С. Сорт Голубизна, (в среднем за 2005-2008 гг.)
Рис. 8 Качество хрустящего картофеля в зависимости от периода хранения и экспозиции обработки клубней озоновоздушной смесью. Температура хранения 8-10 °С. Сорт Леди Розетта (в среднем за 2005-2008 гг.)
Экономическую эффективность обработки клубней озоновоздушной смесью определяли отдельно при температуре хранения 2-4 °С и при 8-10 °С в зависимости от экспозиции и режимов обработки клубней озоновоздушной смесью.
При температуре хранения 2-4 °С оценивали влияние на урожайность и на потери при длительном хранении.
При температуре хранения 8-10 °С по влиянию на качество продукции и потери в процессе хранения.
Температура хранения 2-4 °С
С учетом снижения потерь и повышения урожайности в пересчете на 1 тонну заложенного на хранение картофеля расчетный эффект составил по сорту Удача — 7716 руб/т, по сорту Невский — 9870,0 руб/т.
Температура хранения 8-10 °С
Расчетный эффект от обработки клубней озоновоздушной смесью составил:
Сорт Голубизна
Хрустящий картофель — 51582 руб/т
Картофель фри — 5842 руб/т
Сорт Леди Розетта
Хрустящий картофель — 37882 руб/т
Картофель фри — 5632 руб/т
ВЫВОДЫ
1. Рост, развитие растений, продуктивность и лежкость картофеля определялись режимами обработки клубней озоновоедушной смесью
2 Обработка клубней озоновоздушной смесью ускоряла появление всходов по сравнению с контролем по сорту Удача на 3 дня, а по сорту Невский — на 4 дня. При этом увеличивалось количестю стеблей, соответственно, на 0,9 и на 1,5 шикует. Высота стеблей в фазу цветения была выше чем в контроле на 8 см по сорту Удача и на 7 см по сорту Невский.
3. По изменению биометрических показателей растений картофеля и величине урожайности наиболее зффектиияым оказался режим ежемесячной обработки клубней озоновоздушной смесью с октября по апрель в концентрации 2,5 мг/м с экспозицией 36 и 48 часов при температуре хранения 2-4 С. Обработка клуиней озоновоздушной смесью повысила сбор клубней по сорту Удача на 2,7 т/га, по сорту Невский на 3,7 т/га или т 10,0 и 15,6%.
4. Обработка клубней озоновоздушной смесью при температуре хранения 2-4 *С с экспозицией 36 и 48 часов снижает потери по сравнению с контролем на 7,1 — 7,8 %
5. Картофель, предназначенный для переработки на обжаренные продукты (хрустящий картофель, фри), с температурой хранения 8-10 °С рекомендуется обрабатывать в процессе хранения ежемесячно с экспозицией 72 и 96 часов. 1 Зри таком режиме обработки обеспечивается снижение потерь по сравнению с контролем в 1,8-2 раза.
6. Обработка с экспозицией 72 и % часов к окончанию срока хранения снижает по сравнению с контролем содержание в клубнях редуцирующих сахаров в два раза, сухих веществ на 1,1-1,2 % по сорту Голубизна и в пределах до 1,0 % по сорту Леди Розетта
7. Устойчивость мякоти вареных клубней через 24 часа выше на 1-2 балла по сравнению с контролем за счет обработки при рекомендуемой экспозиции.
8. Суммарный расчетный экономический эффект по величине условно — чистого дохода от обрзбсяки клубней озоновоздушной смесью при хранении 2-4 *С в зависимости от сорта состаатяег 7716 — 9870 руб/г за счет снижения потерь и повышения урожайности в последействии и 37882 — 51582 руб/г при переработке на хрустящий картофель и 5632 — 5842 руб/г — на фри.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для повышения урожайности в последействии и снижения потерь при хранении картофель сортов Удача и Невский рекомендуется обрабатывать озоновоздушной смесью в концентрации 2,5 мг/м ежемесячно с экспозицией 36 и 48 часов (температура хранения 2-4 С).
2. С целью снижения потерь, повышения выхода и качества обжаренных картофелепродуктов (хрустящий картофель и фри) клубни сортов Голубизна и Леди Розетта обрабатывают озоновоздушной смесью в процессе хранения ежемесячно с экспзицией 72 и 96 часов (температура хранения 8-10 *С)
Показаны все (13)
-

ОЗОНАТОР ИЖ ЮПИТЕР 160 000 мг
150 000 ₽ В корзину -

ОЗОНАТОР ИЖ ВЕНЕРА 140 000 мг
145 000 ₽ В корзину -

ОЗОНАТОР ИЖ УРАН 130 000 мг
140 000 ₽ В корзину -

ОЗОНАТОР ИЖ МЕРКУРИЙ 120 000 мг
135 000 ₽ В корзину -

Озонатор ИЖ САТУРН 110 000МГ
130 000 ₽ В корзину -

Озонатор МОМЕНТ ВРЕМЕНИ 100 000МГ
125 000 ₽ В корзину -

ОЗОНАТОР ИЖ ПЛАНЕТА 80 000мг
95 000 ₽ В корзину -

ОЗОНАТОР УМНАЯ ЭКОЛОГИЯ 60 000МГ
78 750 ₽ В корзину -

ОЗОНАТОР БРИЛЛИАНТ 50 000МГ
66 250 ₽ В корзину -

ОЗОНАТОР ВЕТЕР ПЕРЕМЕН 40 000МГ
53 750 ₽ В корзину -

ОЗОНАТОР ЭКОЛОГИЧНАЯ ЖИЗНЬ 30 000МГ
41 250 ₽ В корзину -

ОЗОНАТОР ЧУДО 25 000мг
35 000 ₽ В корзину -

ОЗОНАТОР ОАЗИС 20 000мг
28 000 ₽ В корзину
Показаны все (13)

Полученные данные были обработаны с помощью программ Microsoft Бхеі и Statistica 6.0. Статистическую оценку достоверности межгрупповых отличий проводили по критериям непараметрической статистики, используя: критерий Манна — Уитни и к Вилкоксона. Выборки считались принадлежащими к разным генеральным совокупностям при р < 0,05 (Гланц С, 1998; Реброва О.Ю., 2002).
Рис. 1. Влияние озонированного физиологического раствора с различными концентрациями озона на изменение горизонтальной двигательной активности крыс:
Рис.2. Влияние озонированного физиологического раствора с различными концентрациями озона на изменение количества реакций принюхивания:
Рис.3. Влияние озонированного физиологического раствора с различными концентрациями озона на изменение количества вертикальных стоек:
Рис.4. Влияние озонированного физиологического раствора с различными концентрациями озона на изменение времени замирания животных:
При оценке влияния ОФР на сохранение долговременной памяти животных на первые сутки после окончания курсового введения, было установлено достоверное снижение отсроченного коэффициента сохранения в группе с высокой концентрацией озона. Значения отсроченного коэффициента сохранения в группе с минимальной и средней концентрациями озона не отличаются от показателей контрольной серии.
Рис.5. Влияние озонированного физиологического раствора на сохранение научения у крыс спустя 1 сутки после окончания курсового введения ОФР. 1 — сектор не посещался или посещался 1 раз; 2 — сектор посещался 2 раза; 3 — сектор посещался 3 раза; 4 — сектор посещался не менее 4-х раз.
Рис.6. Влияние озонированного физиологического раствора на сохранение научения у крыс через 14 суток после окончания курсового введения ОФР. 1 — сектор не посещался или посещался 1 раз; 2 — сектор посещался 2 раза; 3 — сектор посещался 3 раза; 4 — сектор посещался не менее 4-х раз.
Рис.7. Структура моторной зоны коры больших полушарий головного мозга крыс через 60 суток после введения ОФР с концентрацией озона 0,7 мкг/мл. Окр.: гематоксилин-эозин (А), хЮО; по Нисслю (Б). х400.
Рис.8. Структура моторной зоны коры больших полушарий головного мозга крыс через 60 суток после введения ОФР с концентрацией озона 1,7 мкг/мл. Окр.: гематоксилин-эозин (А), хЮО; по Нисслю (Б), х400. ГШО — периваскулярный отек, ОЯдр — отсутствие ядрышка, ТН — «тени» нейронов
Рис.9. Структура ткани моторной зоны коры больших полушарий головного мозга крыс через 60 суток после введения ОФР с концентрацией озона 2,5 мкг/мл. ПВО — периваскулярный отек, ПНО — перинуклеарный отек Окр.: гематоксилин-эозин (А), ув. хЮО; по Нисслю (Б). ув.х400.
Рис.10. Влияние озонированного физиологического раствора на изменение максимальной интенсивности хемиліоминесцеиции:
Рис. 11. Влияние озонированного физиологического раствора на изменение активности супероксиддисмутазы:
Рис.12. Влияние озонированного физиологического раствора на изменение активности каталазы:
Рис.13. Влияние озонированного физиологического раствора на изменение уровня лактата:
ОАО «Вимм-Билль-Данн» в качестве источника водоснабжения частично использует подземную воду, содержание ионов железа в которой значительно превышает уровень ПДК. Соответствие качества подземной воды требованиям СанПиН 2.1.4.1047-01 обеспечивается очисткой воды от соединений железа на станции водоподготовки методом озонирования. В процессе озонирования концентрация ионов железа в воде снижается с 0,6-1,2 до 0,1-0,2 мг/л. В результате за год на ОАО «Вимм-Билль-Данн» при расходе воды 160 м 3 /ч образуется около 3-4 тонн железосодержащего осадка, являющегося промышленным отходом процесса водоочистки, который требует дальнейшей утилизации.
На рис. 1 представлен мессбауэровский спектр железосодержащего сырья, полученный при 20 °С. Компонента спектра с максимальным вкладом (1) относится к оксидной фазе железа Fe . Существенное уширение этого дуплета свидетельствует о том, что большая часть гидроксидов и оксидов железа, полученных при озонировании природной подземной воды, находится в нанодисперсном состоянии, с размером частиц порядка 5-1 0 нм. Часть оксидной фазы находится в крупнокристаллическом состоянии (2). Кроме того, в образце присутствует фаза, содержащая катионы Fe (3)
Для оксидных талюмсодержащих катализаторов, составы которых приведены в табл. 2, приняты обозначения: Fe-катализатор, Fe-Mn-катализатор и Мn-катализатор.
В первой серии опытов синтезированы катализаторы на основе железосодержащего сырья и глины трех видов. Из рис. 2 видно, что катализаторы, содержащие глину Г-1, имеют наибольшую активность в реакции разложения 03 , при этом образец, состоящий из 75 масс % железосодержащего сырья и 25 масс.% глины Г-1, является самым эффективным (у = 2,2-10 ). Ошибка в определении величины у составляла 10-12%. Все катализаторы первой серии опытов имеют существенный недостаток — очень низкую механическую прочность.
Показано, что гетерогенно-каталитическое разложения озона на разработанных железосодержащих катализаторах протекает по кинетическому уравнению первого порядка.
На возможность протекания реакции разложения озона на талюмсодержащих катализаторах во внутридиффузионной области указывает влияние дисперсности катализатора ГТТ (состав приведен в табл. 2) на разложение озона (рис. 4).
В табл. 4 представлены состав железомарганцевых катализаторов и их активность в реакции разложения озона в сухом газовом потоке. Величина активности (у) Fe-катализатора (образец №7, табл. 4.) несколько отличается от приведенной в табл. 3 (образец №4). Это, вероятно, связано с различным содержанием оксида железа (Fe203) в железосодержащем сырье, которое изменяется в пределах 53-65 масс.%.
Методом ЭПР исследованы Мп- и Fe-катализаторы (табл. 4, образцы 1 и 7 соответственно) до и после проведения реакции разложения озона на них. Для Мп-катализатора после озонирования наблюдается изменение вида спектра ЭПР и увеличение его интегральной интенсивности, что видно из рис. 6. Изменение вида спектра после озонирования образца обусловлено увеличением вклада спектра с g = 2,4 (рис. 6, спектр 3). Наблюдаемые изменения в спектре ЭПР Мп-катализатора показывают, что в процессе разложения озона происходит окисление ионов марганца, которое, по-видимому, приводит к дезактивации катализатора. Для Fe-катализатора изменений в спектре ЭПР до и после проведения реакции разложения озона не обнаружено, следовательно, структура Fe-катализатора не меняется и обеспечивает его высокую стабильность в данном процессе.
Установлено, что для всех марганецсодержащих катализаторов характерно снижение каталитической активности во времени. Введение железосодержащего компонента (табл. 4, рис. 5) в состав марганецсодержащих катализаторов увеличивает их активность в реакции разложения озона и обеспечивает стабильную работу в течение длительного времени.
Результаты исследований катализаторов ГТТ и гопталюмов, модифицированных платиной, в сухом и влажном газовых потоках при различных температурах приведены в табл. 6 и на рис. 7. Промотирующее действие платины особенно заметно при низких температурах во влажных газовых потоках. По-видимому введение платины уменьшает величину энергии связи кислорода с поверхностью, а, следовательно, увеличивает электронодонорную способность поверхности катализатора. Это препятствует адсорбции молекулы воды, которая происходит с переносом электронной пары кислорода молекулы воды на катализатор.
В пятой главе представлены результаты исследования каталитических свойств талюмсодержащих катализаторов в реакциях глубокого окисления метана и бензола.
Кривые, характеризующие зависимость степени превращения метана от температуры, представлены на рис. 8, а кинетические характеристики катализаторов в этой реакции приведены в табл. 7. Из полученных результатов следует, что значение энергии активации для всех катализаторов изменяется незначительно, за исключением Fe-катализатора, для которого энергия активации составляет 170 кДж/моль, что почти в два раза превышает величины Еэф для остальных образцов. Высокое значение энергии активации и низкая величина константы скорости согласуются с относительно невысокой активностью Fe-катализатора в данном процессе. В реакции полного окисления метана марганецсодержащие катализаторы являются самыми эффективными
В реакции окисления бензола исследованы катализаторы: Fe-, Fe-Mn-, Мп-содержащие и ГТТ (составы приведены в табл. 2).
Из рис. 9 видно, что в реакции окисления бензола Мn-катализатор, также как и в реакции окисления метана, является наиболее активным. Температура достижения 50%- ной степени превращения бензола для катализаторов ГТТ и Fe-Mn-содержащего отличается на 25 °С, что свидетельствует о Достаточно высокой активности железомарганцевого образца. Таким образом, модифицирование железосодержащих катализаторов оксидом марганца увеличивает каталитическую активность композиций в реакциях глубокого окисления метана и бензола.
Наличие ионов марганца в низких степенях окисления в марганецсодержащих катализаторах согласно литературным данным способствует образованию ион-радикальных форм кислорода, за счет которых происходит отрыв первого атома водорода от молекулы углеводорода, что является лимитирующей стадией в реакциях глубокого окисления метана и бензола. В связи с этим, наличие на поверхности катализаторов частично восстановленных катионов марганца способствует активации молекулы углеводорода, что, по-видимому, приводит к увеличению активности железомарганцевых катализаторов в реакциях окисления метана и бензола при увеличении в их составе содержания оксидов марганца.
Рисунок 1 – Классификация способов обеззараживания комбинированных кормов
Рисунок 2 – Классификация факторов, влияющих на производительность озонатора
Рисунок 3 – Модель пространственного распределения напряжѐнности неоднородного электрического пол
а) зависимость величины питающего напряжения и частоты, при постоянной подаче воздуха 900 м3 ∙ч., б) зависимость величины подачи воздуха и частоты питающей сети, при постоянном напряжении 7500 В Рисунок 4 – Графики математического моделирования
1 – смеситель; 2 – бункер готовой продукции; 3 – шнековый транспортѐр, 4 – озонатор; 5 – компрессор Рисунок 5 – Технологическая схема обеззараживания комбикорма при выгрузке из смесителя
1 – полиэтиленовый корпус; 2 – высоковольтный блок питания; 3 – n-сегментный кассетно-трубчатый барьерный генератор озона; 4 – герметизирующие крышки с внутренним направляющим профилем; 5 – пориплексовые демпфирующие распорки; 6 – встречнонаправленный перемешивающий вентилятор; 7 – штуцера для присоединения к компрессору и к шнековому транспортѐру Рисунок 6 – Конструкция разрабатываемого компрессорного генератора озона
Рисунок 7 – Внешний вид экспериментальной установки
1 – полиэтиленовый корпус, 2 – высоковольтный блок питания, 3 – кассетно-трубчатый генератор озона, 4 – вентилятор; 5 – блок питания вентилятора
Рисунок 9 – Сравнительный график теоретической и экспериментальной зависимости производительности озонатора от величины приложенного напряжения
Рисунок 10 – График экспериментальной зависимости удельной производительности озонатора от размера ячейки сетчатого электрода при напряжѐнности электрического поля Е = 8572 В/мм
Рисунок 11 – График экспериментальной зависимости концентрации на выходе озонатора при изменении воздушного зазора между электродами и диэлектрическим барьером, при напряжении питания генератора 7,5 кВ
Рисунок 12 – График экспериментальной зависимости концентрации на выходе озонатора при изменении толщины диэлектрического барьера при напряжении питания генератора 7,5 кВ
Рисунок 13 – Сравнительный график теоретической и экспериментальной зависимости производительности озонатора от площади электродов
Рисунок 14 – Сравнительный график теоретической и экспериментальной зависимости производительности озонатора от частоты питающего напряжения
Рисунок 15 – График экспериментальной зависимости удельной мощности потребляемой озонатором на генерацию одного грамма в час озона при изменении частоты питающей сети
Рисунок 16 – График экспериментальной зависимости производительности озонатора от скорости воздушного потока
Рисунок 17 – График экспериментальной зависимости производительности озонатора от температуры подаваемого воздушного потока
Рисунок 18 – График экспериментальной зависимости концентрации озоно-воздушной смеси от экспозиции обработки, требуемой для снижения обсеменѐнности комбикорма влажностью 30% на 98%
Обработку зерна пшеницы полем отрицательного коронного разряда (ПОКР) проводили на лабораторной установке. Также осуществлялось комплексное обеззаражииапие зерна озоном и ПОКР. Для биологической обработки зерна озимой пшеницы и зерносмесей применялся препарат Биофит-3, предоставленный ООО НПО «Биотсх» (г. Ставрополь). Он содержит микробную массу живых культур молочнокислых бактерий и бактерий рода Bacillus природного происхождения. Биофит-3 рекомендован для обработки зерновых культур при закладке на хранение, технические условия препарата зарегистрированы в Государственном реестре РФ.
Электропроводность водной вытяжки из зерна озимой пшеницы определялась методом кондуктометрии, предложенным К. Титтслем (1976), с помощью кондуктометра EL 30.
Обеззараживанию озоно-воздушной смесью подвергали также зерносмеси разных составов с высокой и умеренной степенью токсичности. Наиболее эффективной оказалась обработка с дозой озона 376,0 г с/м3 . В результате обеззараживания токсичность зерносмесей снизилась на 24 — 29 единиц, а зерносмеси стали пригодны для скармливания скоту. Лабораторные эксперименты но исследованию влияния озоио-воздушиого потока на снижение токсичности зерна пшеницы и зерносмесей позволяют сделать следующее заключение: обработка озоном влияет на снижение токсичности зерна пшеницы и зерносмесей в разной степени в зависимости от дозы обработки исследуемого материала.
Количество колоний грибов p. Fusarium уменьшилось на 96,4 %, p. Aspergilus — на 89,0-91,0 %, p. Allcrnaria — па 69,4 %. Количество колоний грибов p. Rhizopus после двухнедельной экспозиции уменьшилось па 69,2 % по сравнению с контролем. Дальнейшее усиление концентрации озона не привело к существенным изменениям в составе вредной микобиоты.
Наибольшему подавлению после обработки в IX режиме подверглись колонии грибов p.p. Fusarium и Aspergillus. После двухнедельной экспозиции образцов количестко колоний грибов p. Fusarium снизилось с 23 в контроле до 0,6 шт/100 зёрен, колонии грибов p.Aspergillus подавились полностью.
Рисунок 2. Динамика развития колоний грибов p. Fusarium в зерне озимой пшеницы после комплексной обработки озоном и ПОКР
Рисунок 3. Динамика развитая колоний грибов p. Peniciilium в зерне озимой пшеницы после обработки озоном и ПОКР
Рисунок 4. Динамика развития колоний грибов p. Aspergitus в зерне озимой пшеницы после комплексной обработки озоном и ІІОКР
Рисунок 5. Динамика развития колоний грибов p. Alternaria в зерне озимой пшеницы после комплексной обработки озоном и ПОКР
Рисунок 6. Динамика развития колоний грибов p. Rhizopus в зерне озимой пшеницы после комплексной обработки озоном и ПОКР
Рис.1 Схема проведения экспериментально-аналитических работ при исследовании влияния озона на растительный организм
Определение энергии прорастания и лабораторной всхожести семян проводили по ГОСТ 12038-84; массовой доли влаги и сухого вещества по ГОСТЗ1640-2012; массовой доли сырого протеина по ГОСТ Р 51417-99 методом Къельдаля; сырого жира по ГОСТ 13496.15-97; растворимых углеводов по ГОСТ 26176-91; макроэлементов (калий по ГОСТ 30504-97 пламенно-фотометрическим методо.м, кальций по ГОСТ 26570-95 комплексонометрическим методом, фосфор по ГОСТ 26657-97 фотометрическим методом); каротина по ГОСТ 13496.17-95 фотометрическим методо.м.
Результаты лабораторных опытов по влиянию озона на интенсивность ростовых процессов проростков льна представлены на рисунке 2. При воздействии большими дозами озона lg D>=3,78 (D>=6000 мг*мин/м3) происходит подавление ростовых процессов (кривая 1), нронент отклонения щтипы проростков достоверно ниже контрольного значения. При значении lg D <3,48 зарегистрирован стимулирующий эффект. Причём в интервале доз lg D=2,28-2,88 (D=190-750 мг*мин/м3), где наблюдалась наибольщая энергая прорастания второго дня, отмечены максимальные значения БЭ(1), достигающие 16,3-14,5 %.
Рис. 2. Зависимость БЭ длины (L) (1) и массы (т) (2) проростков льна от логарифма дозы озонового воздействия на сухие семена. Цифры курсивом обозначают дозы
Таким образом, при обработке озоном сухих семян льна эффект стимуляции и подавления зависит от выбора С и t к примеру, для D=190 мг*мин/м3 максимальный БЭ(L) проростка наблюдается при следующих параметрах: С=19 мг/м3 и t=10 минут, а для D=6000 мг*мин/м3 при С=300 мг/м3 и t=20 минут.
При воздействии на семена дозами озона 6000 и 190 мг*мин/м3 в образцах снижается содержание крахмала относительно контроля на 4,2 и 13,0 % соответственно, что, по-видимому, связано с повышением интенсивности его распада. При этом содержание иизкомолекулярпых Сахаров у опытных проростков, относительно контрольной группы повысилось для Д=6000 мг*мин/м3 на 8,3 %, для D=190 мг*мин/м3 на 12,0 %.
Рис. 4. Свободнорадикапьная активность проростков выращенны.х из сухих семян обработанных дозами 6000 и 190 мг*мин/м3
В проростках льна, выращенных из сухих обработанных семян на 4 день, активность ферментов по сравнению с контролем значительно снижалась: по пероксидазе (для D=190 в 2,21 раза, для D=бООО в 1,52 раза) и полифенолоксидазе (для D=190 в 1,28 раза, для D=6000 в 2,64 раза) (рис. 6). Можно предположить, что снижение связано с угнетением синтеза белка (табл. 4) и усилением окислительного стресса (рис. 4). В случае с каталазой при озонировании семян дозами D=190 и 6000 мг*мин/м3 активность фермента в проростках по сравнению с контролем повышалась на 42,5 и 79,9 % соответственно (рис. 6). Видимо, в условиях повышенного содержания свободных радикалов компоненты антиоксидантной защиты функционируют в комплексе, взаимосвязано, и снижение активности одного из них компенсируется повышением других.
Рис. 7. Зависимости БЭ высоты растений, выращенных из семян, обработанных дозой озона 190 и 6000 мг*мин/м3
Биохимический анализ урожая показал, что у семян собранных с образцов растений D=190 относительно контроля наблюдается снижение содержания Сахаров на 44,4 % и крахмала на 11,2 %. У семян D=6000 повышение Сахаров в 2 раза и снижение содержания крахмала на 3,4 %. Содержание протеина в опытных образцах относительно контроля достоверно не отличалось. Содержание каротина у семян D=190 снижается до 3 мг/кг, а у семян D=6000 повышается до 5 мг/кг. У семян D=190 наблюдается повышение масличности на 2,3 %, а для семян D=6000 снижение на 1,8 % (рис. 8).
Как видно из полученных результатов изменение метаболической активности опытных проростков, вызванное озоновым воздействием, на стадиях прорастания отразилось в дальнейшем на полевой всхожести, характере развития растений, урожайности семян и их биохимическом составе.
Рис. 9. Зависимости БЭ(L) (1) и массы БЭ(m) (2) проростков от lgD, выращенных из семян, увлажнённых перед озоновым воздействием
При обработке семян замоченных на 1 сутки в отношении БЭ(L) и БЭ(m) наблюдаются подавляющие процессы. Небольшой стимулирующий эффект по длине и массе проростков наблюдается только в диапазоне малых доз lg D=1,21- 1.38 (D=19-24 мг*мин/м3) (рис. 10).
Рис. 12. Зависимости БЭ(L) от lgD проростков льна, выращенных при воздействии озоном на семена: сухие (1), увлажнённые (2), замоченные на одни (3) и двое (4) суток перед обработкой. Пунктирные отрезют на каждой кривой указывают ширину пиков и экспоненциальную кривую, соединяющую вершины
Зарегистрированная динамика биохимических показателей свидетельствует о возрастании интенсивности обменных процессов у опытных групп проростков.
Можно предположить, что снижение процессов свободнорадикааьного окисления ниже нормальных величин является неблагоприятным фактором, так как в проростках, выращенных из обработанных влажных семян D=190 мг*мин/м3, резко снижаются ростовые процессы, нарушается клеточный метаболизм.
Отметим, что с добавлением к семенам воды перед обработкой ОАА проростков относительно опытов с сухими семенами для D=190 мг*мин/м3 повышается на 51,1%.
Рис. 17. Активность фермента каталазы и пероксидазы в проростках льна, выращенных из увлажнённых семян обработанных дозами озона 6000 и 190 мг*мин/м3
Таким образом, фактор смачиваемости семян льна перед их обработкой существенно повлиял на изменение активности свободнорадикальных процессов и состояние антиоксидантной системы защиты проростков. Можно предположить, что при обработке семян, предварительно замоченных на 1 и 2 суток, повышение свободнорадикальной активности и снижение ОДА связано с уменьшением надежности и усложнением структуры организма в момент начала прорастания.
Активность физиологической реакции проявляется в существовании специальных адаптированных к повреждающему фактору защитных систем организма. Озон — глобальный фактор, действующий на всех этапах эволюционного развития биосферы. Поэтому закономерным является образование адекватных антиоксидантных систем, адаптированных к этому фактору (Рубин, 1987). Эти защитные системы включаются при достаточно низком уровне озоновых разрушений, а способ их нейтрализации связан с усилением синтетической активности организма по восстановлению его разрушенных структур. Вероятно, подобные защитные механиз.мы существуют не только в отношении озонового воздействия, но и других возможных повреждающих факторов. По-видимому, учитывая общую целесообразность организации живой материи, эти механизмы дополняют друг друга в общей реакции организма на неблагоприятные воздействия окружающей среды. Очевидно, вначале включаются адекватные защитные механизмы, адаптированные к определенным повреждающим факторам, затем при увеличении их интенсивности подключаются и другие, уже неадекватные защитные механизмы. Таким образом, повышается шанс выживания биосистемы во всём диапазоне интенсивности разрушающих воздействий.
Для проверки адекватности модели сопоставляли её следствия с экспериментальными данными, полученными на проростках льна масличного, выращенных из сухих и влажных семян, а также после озонового воздействия на одно- и двухсуточные проростки. В пределах погрешности измерений удалось приблизить все теоретические значения к экспериментальным (рис.20) при определённых наборах (табл. 7) постоянных уравнения (4) для каждой кривой. Совпадение теоретических значений Ро с экспериментапьными свидетельствует о правильности основных положений модели. 
Математическая модель позволяет расширить представление о роли озона в процессе воздействия, заключающаяся в разрушении различных биоструктур организма. Особенности и динамики этих разрушений определяются состоянием и возрастом проростка при обработки, а также величиной дозы озонового воздействия. Включение специализированных ангиоксидаитных систем организма происходит при определённых дозах озонового воздействия, зависящих от состояния и возраста проростков.
Рисунок 1 — Анализ вариантов предпосевной обработки
Рисунок 2 — Схема энергий семени и взаимосвязи между ними при воздействии озона
Рисунок 3 Эквивалентная схема замещения генератора озона
Рисунок 4 — Изменение частоты резонанса от площади диэлектрических барьеров и воздушного промежутка.
Рисунок 5 — Влияние озона на семена кукурузы при различных режимах обработки
Рисунок 6 — Увеличение всхожести семян кукурузы под влиянием концентрации озона и отлежки после обработки
Установлена взаимосвязь между используемыми переменнымифакторами и силой роста проростков — R = 0,91. Кроме того, в 84% случаев изучаемые факторы оказывают влияние на силу роста проростков, а в 16% она контролируется другими факторами, не учтенными при проведении эксперимента.
Рисунок 8 — Зависимость тока разрядного промежутка от изменения питающей частоты
Рисунок 9 — Изменение напряжения на озонирующем блоке в зависимости от изменения частоты
Рисунок 10 — Принципиальная электрическая схема источника питания электроозонатора
Рисунок 1 — Зависимость производительности озонаторов от длины разрядной зоны
Как видно из таблицы 1, с увеличением частоты электрического разрядного тока концентрация озона в озоновоздушной среде, а, следовательно, и производительность озонатора растет Однако с увеличением мощности повышается температура газа и увеличивается скорость разложения озона В результате снижается выход озона и растут удельные энергозатраты Зависимость концентрации озона от напряжения питания озонатора при работе на воздухе приведена на рисунке 2, которая показывает, что максимальная концентрация озона достигается при напряжении 6 кВ При более высоких напряжениях концентрация озона уменьшается, что связано с ростом температуры озоновоздушной смеси и частичным разложением озона На рисунке 3 приведена зависимость удельных энергозатрат на синтез озона от напряжения питания Как видно из рисунка 3, минимальные энергозатраты соответствуют напряжению питания 5кВ
Производительность озонатора зависит от содержания кислорода, расхода, влажности и давления рабочего газа в разрядной зоне Зависимость производительности озонатора от расхода рабочего газа с различной концентрацией кислорода приведена на рисунке 4 Из рисунка видно, что с увеличением расхода рабочего газа и процентного содержания кислорода в нем производительность увеличивается Изучение синтеза озона из воздуха показало, что одновременно в озонаторе из N2 и 0 2 происходит образование окислов азота NO, N02, которые при наличии озона окисляются до пятиокиси азота (N2Os) Одновременно в озонаторе происходит реакция взаимодействия окислов азота с парами воды, оставшимися в рабочем газе, и образуется азотная кислота Образовавшиеся в озонаторе пятиокись азота и азотная кислота отрицательно влияют на электросинтез озона, появляется эффект «отравления» разряда, при котором происходит полное разложение образовавшегося озона Количество образовывающейся азотной кислоты в озонаторе зависит от содержания влаги в рабочем газе Поэтому подаваемый в озонатор рабочий газ должен быть осушенным до точки росы не выше минус 50 °С
При изменении давления газа в области от 0,2 до 0,6 кгс/см выход озона увеличивается При увеличении давления выше 0,6 кгс/см2 выход озона уменьшается
С помощью данных таблицы 2 на рисунках 1 — 5 построены расчетные кривые, описывающие изменение параметров процессов в заданных диапазонах
На схеме показаны направления движения жидкости (ш„),газа (тг) и тепловые потоки {w) Как видно из схемы охлаждающая жидкость подается последовательно, сначала на охлаждение внутреннего электрода, а затем наружного Рабочий газ подается с двух сторон равными расходами, а выводится через середину электрода Система состоит из трех зон охлаждение внутреннего электрода, охлаждение наружного электрода, охлаждение газа в разрядной зоне Для каждой зоны, на основании теории теплопередачи, были составлены уравнения, определяющие величины тепловых потоков
В четвертой главе приведены результаты создания высокоэффективных озонаторных установок производительностью 0,25, 2, 5 кг/час, а также источников питания озонаторов мощностью до 100 кВт
Принципиальные пневмогидравлические схемы этих установок идентичны и отличаются между собой количеством генераторов озона, расходами рабочих сред, потребляемой электроэнергией. В состав каждой озонаторной установки входят:
Результаты испытаний озонаторной установки производительностью 5 кг/час приведены на рисунке 15. Приведенные зависимости позволяют выбрать параметры работы озонатора. Энергозатраты на электросинтез озона при работе озонаторной установки на воздухе составляют 10 кВт -ч/кг озона.
Рисунок 15 -Зависимость концентрации озона и производительности озонаторной установки ОУ-5 от расхода воздуха 



