2022_003

the location of goods for timely delivery, prevent theft, as well as control the conditions of transportation, thereby preventing damage and spoilage of food. In AIDC retail outlets, technology enables virtually all products to be presented to customers, resulting in increased sales and improved service. The absence of goods on the shelf is automatically monitored and promptly eliminated. AIDC technologies facilitate prompt and secure payment for purchases, fully complying with the format of the CRM (Customer Relationship Management) system [5]. The main sectors of application of AIDC technologies are shown in Fig. 2.

Figure 2. Principal methods to use AIDC systems [15]

A barcode is a machine-readable code made up of a series of dashes and spaces, printed in a specific order. A barcode scanner sees it and converts the visual image into an electrical signal. The information encoded in this electrical signal is then processed by the decoder by referring to a barcode product guide, which is similar to the brain's processing of information from the human eye. That is, barcode technology includes characters that encode optical readable data, printing technologies that create machine-readable characters. Scanners and decoders take visual images of symbols and convert them into computer-compatible digital data, and verifiers check the quality of the symbols [6].

A QR code is a two-dimensional barcode defined by the industry standard ISO / IEC18004: 2006 [13]. Each QR-code consists of dark (logical "1") and light (logical "0") modules. The modules are evenly distributed in a square grid of fields, where the field size is

equal to the size of one module. According to the standard [13], the

330

size of one module should be 4 x 4 pixels with a print resolution of 300 dpi. These dimensions provide readability on most optical devices. A 3 x 3 module size is satisfactory for readability if a higher resolution camera is used. Each QR-code symbol consists of function templates and coding areas [14].

To help consumers understand key data, a QR-code captures data on packaging with quick responses at key points in the product lifecycle. For the effective functioning of the system, it is important to ensure fast and reliable operation due to the correct placement of the QR-code on the packaging during production, as well as quick and easy reading of the data by the consumer of the product, for example, using smart phones on the Android platform. The concept of a QRcode traceability system is universal and can be used for various products with minor modifications [14].

Biometrics is a general term for all methods that identify people by comparing error-free and individual physical characteristics. Biometric data is best used for applications requiring unique, absolute and secure identification of a living organism. One of the applications of this method in the agro-industrial complex is the DNA identification of animals, which is (still) too expensive for large-scale applications. Biometric identification uses a digitally encoded physiological feature that is stored to perform this identification. Biometric systems allow the system, based on positive identification, to use a number of measures in relation to this organism [6, 15].

Radio Frequency Identification (RFID) covers a number of methods of transmitting data from an identifier to a reader over a radio frequency link. When data is captured by the reader, it can be transferred via a standard interface to a server, printer, or PLC for storing or initiating actions. The electromagnetic field in which a readout is performed is influenced by factors such as the size and shape of the readout antenna, the orientation of the transponder as it travels through the field, and other electronic devices in the environment. RFID is increasingly being used in warehouses for logistics and food chain purposes, such as tracking animals from birth to processing, as well as registering / transmitting feed data, antibiotic use, health data, weight, etc. In animal husbandry, the information carrier is made in

331

the form of an ear tag or a chip embedded in the body of an animal [6, 15].

Optical Character Recognition (OCR) has been used since the 1960s, but this method has not found wide practical application due to the complexity of the software and the high cost of the reader. Also, the method of using magnetic stripes has not become common in traceability systems – despite the fact that it is very widely used in other areas. The same can be said about smart cards – electronic data storage system with a microprocessor, which is embedded inside. Nevertheless, systems of automatic identification and data collection are constantly evolving, and it is quite possible to expect new technical innovations in this area [6, 15]. Thus, the ubiquitous distribution of mobile communications has become a qualitative leap in the spread of electronic systems for raw materials and product traceability.

Conclusion. Traceability is the ability to trace the movement of a feed or food product through a specific stage of production, processing and distribution, the implementation of effective traceability systems is an important part of ensuring food safety. Within the framework of traceability systems, data recording is performed to ensure tracking and tracing, as well as to control and optimize the process in the supply chain. Electronic traceability systems are a modern effective tool for ensuring food safety and quality. These systems, along with identification and data collection, record tracking and tracing data. The most widely applicable in modern practice are identification and data collection systems based on the use of barcodes, QRcodes and radio frequency identification, as well as a system using biometrics.

References

1.Advances in food traceability techniques and technologies: improving quality throughout the food chain / Espiñeira M., Santaclara F. J. (Eds.). Woodhead Publishing.

–2016.

2.Augustin M. A., Udabage, P., Juliano, P., Clarke, P. T. Towards a more sustainable dairy industry: Integration across the farm–factory interface and the dairy factory of the future //International Dairy Journal. – 2013. – Vol. 31. – №. 1. – P. 2-11.

3.Behnke K., Janssen, M. F. W. H. A. Boundary conditions for traceability in

food supply chains using blockchain technology // International Journal of Information Management. – 2020 – № 52. – P. 101969.

4. Cruz Introini S., Boza A., Alemany Díaz M. D. M. Traceability in the Food Supply Chain: Review of the literature from a technological perspective // Dirección y Organización. – 2018. – № 64. – P. 50-55.

332

5.Department of Trade and Industry. It’s more than just a barcode! / A guide to AIDC technologies. London. – March 2001.

6.Hill J. M., Cameron B. Automatic identification and data collection: scanning into the future. Montgomery Research Sites, Ascet volume 2. – 2000. – 4.15.00.

7.Kopylova K., Verbytskyi S., Kos T., Verbova O., Kozachenko O. Detecting and withdrawing of foreign inclusions as critical control points of HACCP plans for meat processing facilities // Food Resources. – 2018. – № 10. – P. 159-167.

8.Kushwah A., Kumar R. HACCP – its need and practices // Acta Chemica Malaysia. – 2017. – Vol. 1. – №. 2. – P. 01-05.

9.Olsen P. Borit M. The components of a food traceability system // Trends in Food Science & Technology. – 2018. – № 77. P. – 143-149.

10.Pappa I. C., Iliopoulos C., Massouras T. What determines the acceptance and use of electronic traceability systems in agri-food supply chains? // Journal of Rural Studies. – 2018. – Vol. 58. – P. 123-135.

11.Pouliot S., Sumner D. A. Traceability, liability, and incentives for food safety and quality // American Journal of Agricultural Economics. – 2008. – Vol. 90. – №.

1.– P. 15-27.

12.Qian J., Dai B., Wang B., Zha Y., Song Q. Traceability in food processing: problems, methods, and performance evaluations – a review // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. – 2020. – P. 1-14.

13.Standardization, 2006. Information technology – automatic identification and data capture techniques – QR Code 2005 bar code symbology specification. ISO/IEC18004:2006.

14.Tarjan L., Šenk I., Tegeltija S., Stankovski S., Ostojic G. A readability analysis for QR code application in a traceability system //Computers and Electronics in Agriculture. – 2014. – Т. 109. – С. 1-11.

15.Trienekens J., van der Vorst J. Traceability in food supply chains. / P. A. Luning, F. Devliegre, R. Verhé (Eds.), Safety in the agri-food chain Wageningen: Wagenginen Academic Publishers, 2007. – P. 439-470.

16.Van der Vorst J. G. A. J., van Beurden J., Folkerts H. Tracking and tracing of food products – an international benchmark study in food supply chains. The Netherlands, Rijnconsult. – 2003.

УДК 338.43, 613.2

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СЫРЬЕВОЙ И ПРОДУКТОВОЙ ПРОСЛЕЖИВАЕМОСТИ

ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Вербицкий С.Б., Козаченко О.Б., Пацера Н.Н.,

Институт продовольственных ресурсов НААН, г. Киев, Украина

E-mail: tk140@hotmail.com

Аннотация. Неотъемлемой составляющей обязательных для внедрения систем обеспечения безопасности пищевых продуктов НАССР (Hazard Analysis and Critical Control Points – Анализ рисков и

333

контрольные критические точки) является сырьевая и продуктовая прослеживаемость, под которой понимают перемещения сельскохозяйственного сырья или пищевого продукта через определенный этап производства, обработки и дистрибуции. В рамках систем прослеживаемости регистрация данных выполняется для обеспечения сопровождения и отслеживания, а также для контроля и оптимизации процесса в цепочке поставок. Системы прослеживаемости должны предоставлять потребителю пищевого продукта точную информацию о назначениях, составе и происхождении пищевого продукта, улучшать и удешевлять процедуру его отзыва, усовершенствовать оценку риска. Электронные системы прослеживаемости являются современным эффективным инструментом для обеспечения безопасности и качества пищевых продуктов. Системы электронной прослеживаемости относятся к электронной, а не основанной на бумажных документах, системам сопровождения и отслеживания пищевых продуктов, которые позволяют участникам цепочки поставок эффективно реагировать на возможные инциденты с пищевыми продуктами, выходящие за рамки обязательных. Формат «шаг вперед и шаг назад», также предполагает подробный сбор и передачу информации об атрибутах качества и подлинности продукции Указанные системы, наряду с идентификацией и сбором данных, регистрируют данные сопровождения и отслеживания данных. Наиболее широко применимыми в современной практике являются электронные системы идентификации и сбора данных, основанные на использовании штрих-кодов, QR-кодов и радиочастотной идентификации, а также система с использованием биометрии. Качественным скачком в распространении электронных систем сырьевой и продуктовой прослеживаемости стало повсеместное распространение мобильной связи.

Ключевые слова: сырьевая и продуктовая прослеживаемость, сопровождение, отслеживание, QR-код, штрих-код, радиочастотная идентификация

334

УДК 631.362.36

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ СЕМЯН ПРИ ПОДГОТОВКЕ ИХ К ПОСЕВУ

Галкин В.Д., ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

E-mail: vd_galkin@mail.ru;

Галкин А.Д.,

ООО «Техноград», с. Лобаново, Пермский край, Россия

E-mail: permgalkin@yandex.ru;

Хандриков В.А., ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

E-mail: engineer@pgatu.ru;

Грубов К.А.,

ООО «Агромаркет», г. Пермь, Россия

E-mail: grubov-k@ya.ru

Аннотация. Для обеспечения продовольственной безопасности необходимо повышать урожайность сельскохозяйственных культур, которая зависит, при прочих равных условиях, от качества посевного материала. При подготовке семян к посеву необходимо проводить их окончательную очистку в вибропневмоожиженном слое от трудноотделимых сорняков и выделять семена с высокой всхожестью, вследствие того, что эти семена имеют более высокие посевные качества и увеличивают урожай до 5 ц/га. Однако обработка семян по плотности практически не применяется вследствие сложности настройки пневмосортировальных столов и их высокой энергоемкости. Отечественные и зарубежные пневмосортировальные столы производительностью от 2,0 т/ч до 3,0 т/ч имеют удельную энергоемкость от 2,55 кВт.ч/т (DGS13, фирма DAMAS) до 3, 93 кВт.ч/т (КА1500, компания

WESTRUP), а производительностью от 5 до 10 т/ч – от 2,24 кВт.ч/т (СВП-7, Россия) до 2,68 кВт.ч/т (МОС-9, Россия ).

Целью исследований является оценка рабочего процесса машины окончательной очистки, разработанной в университете.

335

Определены технологические и рассчитаны удельные энергетические оценки работы вибропневмосепаратора семян в зависимости от его параметров и режимов при очистке семян пшеницы от трудноотделимых сорняков. При очистке семян от члеников редьки дикой эффективность их отделения составила 98% при продольном наклоне деки 6…7º, частоте колебаний 540…560 мин-1 при удельной производительности 2,8 кг/c*м2 и допустимых потерях семян основной культуры в отходы. При очистке от овсюга степень выделения 75 % примесей при допустимых потерях семян в отходы обеспечивается при колебаниях рабочего органа 490-500 мин-1, продольном угле наклона 3 градуса и удельной производительности 2,05 кг/c*м2. При мощности двигателей 3,75 квт, установленных на опытном образце, удельные энергоемкости очистки семян составляют: 1,5 квт*ч/т - при очистке от члеников редьки дикой; 1,87 квт*ч/т - при очистке от овсюга.

Ключевые слова: семена, трудноотделимые примеси, разделение, вибропневмоожиженный слой, режимы.

Постановка проблемы. Для обеспечения продовольственной безопасности необходимо повышать урожайность сельскохозяйственных культур, которая зависит, при прочих равных условиях, от качества высеваемых семян. Действующим государственным стандартом на качество высеваемых семян регламентируется их общая засоренность, в том числе, трудноотделимыми примесями и всхожесть. Так, например, в одном килограмме семян категории ЭС количество трудноотделимых сорняков не должно превышать 5 штук, а всхожесть должна быть не ме-

нее 92%.

Для достижения этих показателей в настоящее время семенной ворох обрабатывают на воздушно-решетных машинах и триерах. Отделение же трудноотделимых сорняков в вибропневмоожиженном слое и выделение наиболее всхожих зерен на пневмосортировальных столах, проводят крайне редко. Между тем, семена с высокой плотностью дают дополнительную прибавку урожая до 5 ц/га. Н.Г. Гладков отмечает, что разделение семян на пневмосортировальном столе повышает всхожесть одной из фракций на 7-11%, а их посев может дать прибавку валового сбора до 15-20%. Дринча В.М. и Борисенко И.Б. [4] отмеча-

336

ют, что посев семян с повышенной всхожестью, позволит снизить нормы высева до 170-180 кг/га и увеличить валовой сбор зерна. Однако, обработка семян в вибропневмоожиженном состоянии в настоящее время практически не проводится вследствие сложности настройки машин, разделяющих семена и высоких энергетических затрат, по сравнению с очисткой по аэродинамическим свойствам семян и их размерам.

В таблице приведены основные характеристики отечественных и зарубежных пневмосортировальных столов [1,2,3].

Таблица

Основные характеристики отечественных и зарубежных пневмосортировальных столов

Из таблицы следует, что отечественные и зарубежные пневмосортировальные столы производительностью от 2,0 т/ч до 3,0 т/ч имеют удельную энергоемкость от 2,55 кВт.ч/т (DGS13,

фирма DAMAS) до 3,93 кВт.ч/т (КА1500, компания WESTRUP), а

производительностью от 5 до 10 т/ч – от 2,24 кВт.ч/т (СВП-7, Россия) до 2,68 кВт.ч/т (МОС-9, Россия ).

Целью исследований является оценка рабочего процесса машины окончательной очистки, разработанной в университете.

Методика исследований. Для оценки эффективности работы экспериментального образца вибропневмосераратора при очистке

337

семян пшеницы от трудноотделимых примесей проведены две серии опытов, каждый из которых осуществлялся с трехкратной повторностью. Исследования процесса очистки семян от члеников редьки дикой проведены с использованием методики планирования эксперимента на спроектированной и изготовленной установке, схема которой приведена на рисунке 1а, а процесс выделения примесей на деке приведен на рисунке 1б. Настроечное значение расходной характеристики исходного материала (семена пшеницы с члениками редьки дикой со средними значениями объемных масс 740 г/дм3 и 430 г/дм3, соответственно, и средним значением засоренности-100 шт/кг), подаваемого на деку, составило 2,5 т/ч.

1-перфорированная дека, 2, 3 – зоны расслоения и транспортирования, 4, 5 – стенки, 6 – приемники очищенных

семян и примесей, 7 – шатун, 8 – вентилятор.

Рис.1 Схемы экспериментальной установки (а) и деки в плане (б)

Частоту колебаний деки устанавливали на уровнях: 520, 550, 580 мин-1, а ее продольные углы наклона составляли 4,6,8 градусов при площади деки – 0,27 м2, амплитуде е колебаний- 0,015 м, поперечном угле наклона деки - 0 градусов; угле направленности е колебаний – 30 градусов. Скорость воздушного потока в диапазоне 1,0-1,1 м/c настраивали заслонкой вентилятора, а измеряли анемометром. Частоту колебаний деки изменяли частотным регулятором, а установку продольного угла наклона деки проводили с использованием угломера. Объемную массу семян измеряли литровой пуркой. Оценкой качества процесса раз-

338

деления семян принята степень отделения примесей при потерях полноценных семян - 10%, рассчитываемая по методике [1].

Опыты по оценке качества отделения семян овсюга из пшеницы со средними объемными массами 410 г/дм3 и 733 г/дм3 , соответственно, со средней засоренностью 100 шт./кг проведены на вибропневмосепараторе (Рис.1) при настроечном значении расходной характеристики исходного материала 2,0 т/ч, поступающего на деку. Задачу оценки решали путем проведения опытов на четырех частотах колебаний деки в диапазоне 490-600 мин-1 с шагом 30 мин-1при угле продольного наклона деки 3 градуса. Остальные параметры имели те же значения, что и в первой серии опытов. Оценками эффективности очистки служили: степень отделения овсюга и потери полноценных семян категорий ЭС или РС.

Результаты. После реализации 9 опытов и обработки экспериментальных данных на основе двумерного сечения (Рис.2) установлено, что степень выделения 98% члеников редьки дикой обеспечивается при угле наклона деки 6…7º и частоте ее колеба-

ний 540…560 1/мин.

Рис.2. Двумерное сечение степени отделения члеников редьки дикой в зависимости от параметров экспериментальной установки при очистке семян в вибропневмоожиженном слое

После проведения четырех опытов с семенной смесью пшеницы с овсюгом при различных частотах колебаний деки, с 3- кратной повторностью, и определения засоренности очищенных семян и массы фракции, направляемой в отходы, рассчитаны оценки эффективности работы машины (Рис.3).

339