izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-9-71-76izmertech-1644Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯPHYSICOCHEMICAL MEASUREMENTSИзмерение влажности зерна и зернопродуктов сверхвысокочастотным методом: влияние неоднородности по плотности зерна на массовое отношение влагиMeasurement of grain and grain products moisture by ultrahigh-frequency method: the effect of grain density heterogeneity on the mass ratio of moistureИкрамовГ. И.IkramovG. I.

Гани Икрамович Икрамов

Ташкент

Gani I. Ikramov

Tashkent

gani.ikramov2022@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8199-7484КаландаровП. И.KalandarovP. I.

Палван Искандарович Каландаров

Ташкент

 Palvan I. Kalandarov

 Tashkent

eest_uz@mail.ruРеспубликанский проектный институт «УзИнжиниринг»УзбекистанRepublican Design Institute “UzEngineering”UzbekistanНациональный исследовательский университет «Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства»УзбекистанNational Research University “Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization Engineers”Uzbekistan202223052023097176Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1644

Описаны применяющиеся на зерноперерабатывающих предприятиях различные методы измерения влажности сыпучих материалов (зерна и зернопродуктов), в том числе методы на основе такого показателя качества зерна, как массовое отношение влаги. Показано, что предпочтительнее применять метод сверхвысокочастотного измерения влажности. Представлена функциональная схема установки для измерения влажности зерна и зернопродуктов сверхвысокочастотным методом. Установку можно использовать в технологическом процессе производства зерновых материалов. Проанализировано влияние неоднородности зерна по плотности на информативный параметр (влажность) при сверхвысокочастотном методе измерения влажности с учётом сложности математического моделирования контроля влажности в технологическом процессе. Приведены результаты экспериментальных измерений влажности в лабораторных и производственных условиях зерноперерабатывающего предприятия, представлен анализ погрешностей измерений. Показано, что наиболее существенный вклад при амплитудных измерениях вносит неравномерность распределения влаги по формам связи и неоднородность образца по плотности, а при фазовых – изменение плотности, причём погрешность измерения влажности уменьшается с увеличением объёмной плотности. На основе сравнительного анализа погрешностей измерения влажности зерна установлено, что применение многопараметрического метода уменьшает указанную погрешность по сравнению с погрешностью однопараметрического метода, что объясняется минимизацией влияния различных мешающих факторов. Обоснована целесообразность применения многопараметрического метода измерения массового отношения влаги зерна на зерноперерабатывающих пунктах и предприятиях.

Various methods of measuring the moisture content of bulk materials (grain and grain products) used at grain processing enterprises are described, including a method using such an indicator of grain quality as the mass humidity ratio. It is shown that it is preferable to use the method of ultrahigh frequency humidity measurement. A functional diagram of an installation for measuring humidity, grain moisture and grain products in the technological process by the ultrahigh frequency method is presented. The info hence of grain heterogeneity in density on the informative parameter of humidity with an ultrahigh-frequency method of measuring humidity is analyzed, considering the complexity of mathematical modeling of humidity control in the technological process of grain materials production. The results of experimental measurements of humidity in laboratory and production conditions of a grain processing enterprise are presented, an analysis of measurement errors is presented. It is shown that the most signify cant contribution in amplitude measurements is made by the unevenness of the moisture distribution in the bond forms and the inhomogeneity of the sample in density, and in phase measurements – a change in density, and the error in measuring humidity decreases with increasing volume density. Based on a comparative analysis of grain moisture measurement errors, it was found that the use of the multiparametric method reduces the specified error compared to the error of the one-parameter method, which is explained by minimizing the info hence of various interfering factors. The expediency of using a multipara metric method of measuring the mass ratio of grain moisture at grain processing plants and enterprises is substantiated.

зерновлажностьпогрешностьплотностьоднородный материалнеоднородный материалослабление электромагнитной волныфазовый сдвигсверхвысокочастотный методgrainhumidityerrordensityhomogeneousinhomogeneous materialelectromagnetic wave attenuationphase shiftultrahigh frequency methodReferencesКаландаров П. И. Термогравиметрический метод измерения влажности: оценка точности и эффективность применения в агропромышленном комплексе // Метрология. 2021. № 2. С. 44–62. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01963-9.Kalandarov P. I., Measurement Techniques, 2021, vol. 64, no. 6, pp. 522–528. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01963-9.Бензарь В. К. Техника СВЧ-влагометрии. Минск.: Высшая школа. 1974. 349 с.Benzar V. K., Tekhnika SVCHvlagometrii, Minsk, Vysshaya shkola Publ., 1974, 349 p. (In Russ.).Kalandarov P. I., Mukimov Z., A bdullaev K., et al, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 939(1), 012091. https://doi.org/10.1007/978-3-030-85230-6_96Kalandarov P. I., Mukimov Z., A bdullaev K., et al, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 939(1), 012091. https://doi.org/10.1007/978-3-030-85230-6_96Теория и практика экспрессного контроля влажности твёрдых и жидких материалов / Под ред. Е. С. Кричевского. М.: Энергия, 1980. 240 с.Teoriya i praktika ekspressnogo kontrolya vlazhnosti tvyordyh i zhidkih materialov, ed. E. S. Krichevskyi, Moscow, Energiya Publ., 1980, 240 p. (In Russ.).Берлинер М. А. Измерение влажности. М.: Энергия, 1973. 400 c.Berliner M. A., Izmerenie vlazhnosti, Moscow, Energiya Publ., 1973, 400 p. (In Russ.).Лисовский В. В. Теория и практика сверхвысокочастотного контроля влажности сельскохозяйственных материалов. Минск: УОБГАТУ, 2005. 292 с.Lisovsky V. V., Teoriya i praktika sverhvysokochastotnogo kontrolya vlazhnosti sel’skohozyajstvennyh materialov, Minsk, UOBGATU, 2005, 292 p. (In Russ.).Матякубова П. М., Исматуллаев П. Р., Кулуев Р. Р. Сравнительный анализ амплитудного и фазового методов для случая измерения влажности материалов в технологическом потоке при сушке зерна // Инженерно-физический журнал. 2021. Т. 94. № 2. С. 424–430. https://doi.org/10.1007/s10891-021-02311-y.Matyakubova P. M., Ismatullaev P. R., Kuluyev R. R., Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2021, vol. 94, no. 2, pp. 408–414. https://doi.org/10.1007/s10891-021-02311-y.Саитов Р. И. СВЧ-влагометрия сельскохозяйственных продуктов. Уфа: Гилем, 2009. 158 с.Saitov R. I., SVC Hvlagometriya sel’skohozyajstvennyh produktov, Ufa, Gilem Publ., 2009, 158 p. (In Russ).Семенова Т. И., Прокофьев В. Л. Особенности измерения влажности зерна в диапазоне сверхвысоких частот // Хлебопродукты. 2002. № 1. С. 25–26.Semenova T. I., Prokofi ev V. L., Osobennosti izmereniya vlazhnosti zerna v diapazone sverhvysokih chastot, Hleboprodukty, 2002, no. 1, pp. 25–26. (In Russ.).Kalandarov P. I., Mukimov Z . M., Nigmatov A. M., Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2021), 2022, рр. 810–817. https://doi.org/10.1007/978-3-030-85230-6_96Kalandarov P. I., Mukimov Z . M., Nigmatov A. M., Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2021), 2022, рр. 810–817. https://doi.org/10.1007/978-3-030-85230-6_96Искандаров Б. П., Каландаров П. И. Анализ воздействия влияющих факторов на результаты измерений влажности материала на высоких частотах // Измерительная техника. 2013. № 7. С. 64–66. https://doi.org/10.1007/s11018-013-0290-2.Iskandarov B. P., Kalandarov P. I., Measurement Techniques, 2013, v ol. 56, no. 7, pp. 827–830. https://doi.org/10.1007/s11018-013-0290-2.Morozov S. M., Kuzmin K. A., Microwave problems of modern science and education, 2017, no. 11 (93), pp. 16–20. https://doi.org/10.20861/2304-2338-2017-93Morozov S. M., Kuzmin K. A., Microwave problems of modern science and education, 2017, no. 11 (93), pp. 16–20. https://doi.org/10.20861/2304-2338-2017-93Narkevich Yu. M., Logunova O. S., Kalandarov P. I., et al, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 939(1), 012031. https://doi.org/10.1088/1755-13 15/939/1/012031Narkevich Yu. M., Logunova O. S., Kalandarov P. I., et al, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 939(1), 012031. https://doi.org/10.1088/1755-13 15/939/1/012031Narkevich Yu. M., Logunova O. S., Kalandarov P. I., et al, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 939(1), 012030. https://doi.org/10.1088/1755-1315/939/1/012030Narkevich Yu. M., Logunova O. S., Kalandarov P. I., et al, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 939(1), 012030. https://doi.org/10.1088/1755-1315/939/1/012030Морозов М. С., Морозов С. М., Реут В. А. Микроволновая установка для сушки зерна // Молодой учёный. 2016. № 30(134). С. 83–86.Morozov M. S ., Morozov S. M., Reut V. A., Mikrovolnovaya ustanovka dlya sushki zerna, Molodoj uchyonyj, 2016, no. 30(134), pp. 83–86. (In Russ.).Álvarez A., Fayos-FernándezJ., Monzó-Cabrera J., Cocero M. J., Mato R. B., Journal of Food Engineering, 2017, vol. 197, рр. 98–106. https://doi.org/10.1016/J.JFOODENG.2016.11.009Álvarez A., Fayos-FernándezJ., Monzó-Cabrera J., Cocero M. J., Mato R. B., Journal of Food Engineering, 2017, vol. 197, рр. 98–106. https://doi.org/10.1016/J.JFOODENG.2016.11.009Каландаров П. И., Искандаров Б. П. Измерения влажности бурого угля Ангренского месторождения и проблемы метрологического обеспечения // Измерительная техника. 2012. № 7. С. 70–72. https://doi.org/10.1007/s11018-012-0049-1.Kalandarov P. I., Iskandarov B. P., Measurement Techniques, 2012, vol. 55, no. 7, pp. 845–848. https://doi.org/10.1007/s11018-012-0049-1.Hinz D. C., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2007, vol. 43, рр. 779–783. https://doi.org/10.1016/J.JPBA.2006.08.002Hinz D. C., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2007, vol. 43, рр. 779–783. https://doi.org/10.1016/J.JPBA.2006.08.002Микроволновая термовлагометрия / Под общ. ред. П. А. Федюнина. М.: Машиностроение-1, 2004. 208 с.Fedyunin P. A., Dmitriev D. A., Vorobyev A. A., Chernyshov V. N., Microwave thermoplagometry, ed. P. A. Fedyunin, Moscow, Publishing House Mashinostroenie-1, 2004, 208 p.Kalandarov P. I., Mukimov Z. M., Proceedings of the 8th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2022), Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Cham., 2023, рр. 966–981. https://doi.org/10.1007/978-3-031-14125-6_94Kalandarov P. I., Mukimov Z. M., Proceedings of the 8th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2022), Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Cham., 2023, рр. 966–981. https://doi.org/10.1007/978-3-031-14125-6_94Бородин И. Ф. Применение СВЧ-энергии в сельском хозяйстве. М.: Книжный мир, 2012. 56 с.Borodin I. F., Primenenie SVCH-energii v sel’skom hozyajstve, Moscow, Knizhny mir Publ., 2012. 56 p. (In Russ.).Morozov S. M., Kuzmin K. A. , Kochetkova L. I., Balmashnova E. V., Agrarian Scientifi c Journal, 2019, no. 4, pp. 87–89. https://doi.org/10.28983/asj.y2019i4pp87-89Morozov S. M., Kuzmin K. A. , Kochetkova L. I., Balmashnova E. V., Agrarian Scientifi c Journal, 2019, no. 4, pp. 87–89. https://doi.org/10.28983/asj.y2019i4pp87-89Каландаров П. И., Логунова О. С., Андреев С. М. Научные основы влагометрии. Монография. Ташкент, 2021. 174 с.Kalandarov P. I., Logunova O. S., Andreev S. M., Scientifi c foundations of moisture measurement, Monograph, Tashkent, 2021, 174 p. (In Russ.).Каландаров П. И. Высокочастотный влагомер для измерения влажности зерна и зернопродуктов // Измерительная техника. 2022. № 4. С. 65–71. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-4-65-71Kalandarov P. I., High-frequency moisture meter for measuring the moisture content of grain and grain products, Izmeritel’naya tekhnika, 2022, no. 4, pp. 65–71. (In Russ.). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-4-65-71Васильев С. И., Нугманов С. С., Гриднева Т. С. СВЧвлагомер // Сельский механизатор. 2014. № 10(68). С. 28–29.Vasiliev S. I., Nugmanov S. S., Gridneva T. S., Microwave moisture meter, Selskiy Mechanizator, 2014, no. 10(68), pp. 28–29 (In Russ.).Kalandarov P. I., Abdullaye v K. K., IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2022, vol. 1043(1), 012011. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1043/1/012011Kalandarov P. I., Abdullaye v K. K., IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2022, vol. 1043(1), 012011. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1043/1/012011Kalandarov P. I., Abdullaeva D. A., IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2022, vol. 1043(1), 012012. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1043/1/012012Kalandarov P. I., Abdullaeva D. A., IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2022, vol. 1043(1), 012012. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1043/1/012012Крамаренко В. В., Никитенков А. Н., Молоков В. Ю. О примененимости СВЧ-Метода для определения влажности песчаных грунтов // Современные проблемы науки и образования [сетевое издание]. 2015. № 1(1)Kramarenko V. V., Nikitenkov A. N., Molokov V. Yu., About application of microwave method for determining the moisture content of soils, Modern problems of science and education, 2015, № 1(1). (In Russ.).Jomeh Z. E., Askari G. R., Air/microwave drying, as against combined method of drying sliced apple, Iran journal of agricultural sciences, 2004, vol. 35, nо. 3, рр. 777–785.Jomeh Z. E., Askari G. R., Air/microwave drying, as against combined method of drying sliced apple, Iran journal of agricultural sciences, 2004, vol. 35, nо. 3, рр. 777–785.Павлов С. А., Пехальский И. А., Кынев Н. Г. Исследования комбинированных режимов СВЧ-сушки зерна // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018. Т. 12. № 6. С. 25–30. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-12-6-25-30Pavlov S. A., Pehalsky I. A., Kynev N. G., Studies of combined modes of microwave grain drying, Agricultural machines and technologies, 2018, vol. 12, nо. 6, pp. 25–30. (In Russ.) https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-12-6-25-30

The authors declare that there are no conflicts of interest present.