УДК 631.36:62-52

МОДЕЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ КОНСЕРВАНТА НА ВРЕДНУЮ МИКРОФЛОРУ ТРАВЫ

Юнин Вячеслав Александрович1, Зыков Андрей Владимирович1
1Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства

Аннотация
В данной статье рассмотрен процесс взаимодействия консерванта на микрофлору травы в рулоне при хранении. Описана созданная программа системе MathCAD, для расчета модельного расчета взаимодействия консерванта и микрофлоры. Приведены результаты динамики изменения взаимодействия консерванта и вредной микрофлоры в слоях травы в рулоне.

Ключевые слова: качество корма, консервант, микрофлора, равномерность, растительная масса


MODEL OF IMPACT OF THE CONSERVANT ON HARMFUL MICROFLOROM OF HERBS

Yunin Vyacheslav Aleksandrovich1, Zykov Andrey Vladimirovich1
1Institute agroengineering and environmental problems of agricultural production

Abstract
In this article, the process of interaction of a preservative on the microflora of grass in a roll during storage is considered. The created program for the MathCAD system is described for calculating the model calculation of the interaction of a preservative and microflora. The results of the dynamics of the interaction between a preservative and a harmful microflora in the layers of grass in a roll are presented.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Юнин В.А., Зыков А.В. Модель воздействия консерванта на вредную микрофлору травы // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2017/03/79837 (дата обращения: 12.04.2017).

В процессе внесения консерванта в траву и закрутки её в рулон, трава оказывается между слоями консерванта, который впоследствии в течение некоторого времени диффундирует в двух направлениях и равномерно распределяется по слою. Так как трава закатывается повышенной влажности, то в ней имеется некоторое (начальное) количество очагов микрофлоры, которая в присутствии кислорода начинает размножаться выделять масляную кислоту и образовывать плесень, приводящую к потере питательных веществ и, даже к полной негодности корма.

Так как развитие микрофлоры происходит в том же травяном объеме, в котором начинает действовать консервант, то возникает задача анализа взаимодействия и влияния друг на друга микрофлоры и консерванта.

Развитие микрофлоры обычно происходит пропорционально её возрастающей концентрации, т.е. порожденная микрофлора соединяется с предыдущей, и они совместно порождают следующий её объём. Такой процесс описывается дифференциальным уравнением первого порядка:

,                                          (1)

где х1- изменяющаяся концентрация микрофлоры;

а1 –  интенсивность изменения концентрация микрофлоры в зависимости от окружающей среды и условий роста;

b1 – начальная концентрация микрофлоры некотором травяном объёме.

Внесённый в травяную массу консервант, как показано выше, так же диффундирует по толщине травяной массы и встречаясь с микрофлорой начинает её угнетать и снижать концентрацию. Процесс распространения консерванта также описывается дифференциальным уравнением, а взаимодействие консерванта и микрофлоры описывается системой дифференциальных уравнений[1,2]:

                                 (2)

Характер протекания процессов, описываемых системой (2) зависит от входящих в него коэффициентов. Для модельных расчетов и анализа уравнения (2) была разработана в системе MatCad программа, рисунок 1 . Выполненный расчет показал характер взаимодействия консерванта и микрофлоры и угнетающее воздействие консерванта на микрофлору, рисунок 2 .

Рисунок 1. Программа для модельного расчета взаимодействия консерванта и микрофлоры.

Рисунок 2. Результаты модельного расчета взаимодействия консерванта и микрофлоры,

где   u1 – динамика изменения концентрации консерванта;

u2 – динамика изменения концентрации микрофлоры.

Динамика взаимодействия консерванта и вредной микрофлоры в слоях травы в рулоне

Закатанная в рулон трава располагается в виде концентрических слоёв, состоящих из слоёв травы с консервантами, между которыми располагаются слои травы без консервантов (см. рис. предыдущей главы). Априори принимаем, что в слое травы с внесённым консервантом вредная микрофлора уничтожена консервантом и отсутствует. Таким образом, масса травы рулона оказывается разбитой на n изолированных зон, ограниченных слоями травы с консервантом, в которых вредная микрофлора имеет возможность развиваться. Как показано (см. предыдущий раздел) для исследования процесса диффузии консерванта данная зона была разбита на пять подзон и процесс диффузии описан системой дифференциальных уравнении. В результате диффузии через некоторое время консервант занимает весь объём слоя травы. В это же время, в результате наличия в траве некоторого количества вредной микрофлоры, при благоприятных условиях она начинает развиваться в этом же объёме травы и конкурировать с консервантом. Развитие микрофлоры, вообще -то может происходить в любом месте объёма, но простоты исследования примем, что развитие происходит в принятых нами слоях, , а именно в 3, 4 и 5. Пятый слой является смежным с консервантом, далее следует четвертый слой, и третий слой является серединой интервала [3,4].

Примем, что развитие микрофлоры и диффузия консерванта происходят по закону пропорциональности, уравнения (1) ,(2).

Для анализа взаимодействия консерванта с вредной микрофлорой необходимо решить систему уравнений диффузии консерванта и развития микрофлоры. Дополним систему уравнений (9) тремя уравнениями развития микрофлоры в 3,4 и 5 слоях.

Полученная система имеет вид:

                 (3)

Для решения системы уравнений в системе MatCad была разработана программа, рисунок 3.

Рисунок 3. Программа для расчета взаимодействия консерванта и микрофлоры в слое травы рулона.

Рисунок 4. Схема подавления микрофлоры по слоям рулона.

Решение задачи приведено на рисунке 4. Как видно наиболее эффективно микрофлора подавляется в пятом слое, менее эффективно в четвертом слое, и хуже всего микрофлора подавляется в среднем слое.


Библиографический список
  1. Валге А.М. Использование систем Excel и MathCAD при проведении исследований по механизации сельскохозяйственного производства (Методическое пособие) / А.М. Валге, ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. – СПб., 2013. – 200 с.
  2. Юнин В. А. Эффективность применения жидких кон-сервантов в технологии прессованного сена / Юнин В. А., Гокоев И. А., Сеник Я. С., Зыков А. В. // Техника. Технологии. Инженерия. — 2017. — №1. — С. 4-8.
  3. Валге А.М. Динамика движения травы при прессовании рулонов в камере с постоянным объемом/ Валге А.М., Юнин В.А., Зыков А.В. // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 1 (69). С. 257-259.
  4. Валге А. М. Использование компьютерных систем для поиска коэффициента уравнения сушки травы / Валге А. М. Сухопаров А. И., Ерохин И. В., Гайдидей С. В. // Молодой ученый. — 2017. — №5. — С. 116-119.


Все статьи автора «Зыков Андрей Владимирович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация