vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2025-19-1-22-29IGIPGRvimjour-637Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕINNOVATIVE TECHNOLOGIES AND EQUIPMENTУстройство электрофизического воздействия для улучшения показателей картофеля и овощных культур при храненииElectrophysical Treatment Device for Enhancing the Storage Performance of Potatoes and Vegetable CropsСазоновН. В.SazonovN. V.

Николай Викторович Сазонов,  кандидат технических наук,  старший научный сотрудник

Москва

Nikolay V. Sazonov, Ph.D.(Eng), senior researcher

Moscow

sazonov_nikolay@mail.ruСибирёвА. В.SibirevA. V.

Алексей Викторович Сибирёв,  доктор технических наук,  главный научный сотрудник

Москва

Alexey V. Sibirev, Dr.Sc.(Eng.), chief researcher

Moscow

sibirev2011@yandex.ruМосяковМ. А.MosyakovM. A.

Максим Александрович Мосяков, кандидат технических наук,  ведущий научный сотрудник

Москва

Maksim A. Mosyakov, Ph.D. (Eng), leading researcher

Moscow

maks.mosyakov@yandex.ruТруновМ. С.TrunovM. S.

Максим Сергеевич Трунов, аспирант

Москва

Maksim S. Trunov, postgraduate student

Moscow

makstrunov1998@mail.ruВолковА. О.VolkovA. О.

Артем Олегович Волков, аспирант

Москва

Artem O. Volkov, postgraduate student

Moscow

volkovart2000@mail.ruКондраховД. Д.KondrakhovD. D.

Даниил Дмитриевич Кондрахов, аспирант

Москва

Daniil D. Kondrakhov, postgraduate student

Moscow

tancorkondor@yandex.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2025220320251912229Copyright © Сазонов Н.В., Сибирёв А.В., Мосяков М.А., Трунов М.С., Волков А.О., Кондрахов Д.Д., 20252025Сазонов Н.В., Сибирёв А.В., Мосяков М.А., Трунов М.С., Волков А.О., Кондрахов Д.Д.Sazonov N.V., Sibirev A.V., Mosyakov M.A., Trunov M.S., Volkov A.О., Kondrakhov D.D.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/637

Отмечено; что на рынке семенного материала овощных культур доля российских сортов снижается. Во многом такая ситуация обусловлена отставанием в технологическом уровне и технической оснащенности большинства учреждений-оригинаторов российских сортов от зарубежных селекционно-семеноводческих центров и компаний. (Цель исследо­вания ) Инженерное обеспечение технологии инновационного получения семян овощных культур и картофеля с автомати­ческой фиксацией и поддержанием технологических параметров и показателей качества хранения. (Материалы и методы) Для разработки автоматической системы контроля и управления процессом закладки биологических объектов на хране­ние необходимо определить основные требования к процессу электрофизического воздействия (ультрафиолетовое излу­чение) на семенной материал; а также параметры технологических режимов. (Результаты и обсуждение) Разработана; изготовлена и проходит лабораторные испытания экспериментальная установка электрофизического воздействия на по­казатели качества хранения. Автоматическая система контроля за рабочим процессом с ориентирующим модулем должна обеспечивать: изменение и поддержание поступательной скорости движения обрабатываемой продукции; а также возмож­ность изменения режима электрофизического воздействия в зависимости от фактической подачи и физико-механических свойств вороха; технологических параметров клубней и работы ориентирующего модуля. Регулируемая сила фототока УФ-воздействия задается и контролируется автоматически посредством бортового компьютера. (Выводы) Разработанная автоматическая система контроля и управления процессом закладки биологических объектов на хранение позволяет эф­фективно регулировать параметры УФ-воздействия; такие как интенсивность излучения и время облучения; в зависимости от физико-механических свойств продукции и технологических параметров работы установки. Различные способы дезин­фекции камер хранения; в частности озонирование; обработка газообразным диоксидом хлора и УФ-облучение; позволяют снизить микробиологическую порчу продукции. Исследования подтвердили; что применение УФ-воздействия в сочетании с автоматической системой контроля и управления технологическими параметрами позволяет значительно улучшить каче­ство хранения овощных культур и картофеля; особенно при повышенных температурах.

The paper highlights the declining market share of Russian vegetable crop seed varieties. This trend is primarily attributed to a lag in technological development and insufficient technical equipment in most Russian seed-originating institutions compared to foreign breeding and seed production centers and companies. (Research purpose) To develop an engineering solution for an innovative technology for obtaining vegetable crop and potato seeds while ensuring the automatic fixation and maintenance of technological parameters and quality indicators during storage. (Materials and methods) To develop an automated control and management system for storing biological objects; it is crucial to determine the key requirements for the electrophysical treatment process; specifically ultraviolet radiation applied to seed material; along with the parameters of its technological modes. (Results and discussion) An experimental setup for electrophysical treatment; designed to improve storage quality indicators; has been developed; manufactured; and is currently undergoing laboratory testing. The automated process control system integrated with an orienting module must ensure the following: adjustment and maintenance of the translational speed of treated products; dynamic modification of the electrophysical treatment mode based on the actual feed rate; the physical and mechanical properties of the bulk material; the technological parameters of tubers; and the operation of the orienting module. The regulated photocurrent intensity of ultraviolet radiation exposure is set and controlled automatically via an onboard computer. (Conclusions) The developed automated control and management system for storing biological objects enables effective regulation of ultraviolet radiation exposure parameters; such as radiation intensity and exposure time. These adjustments depend on the physical and mechanical properties of the product and the technological parameters of the equipment. Various disinfection methods for storage chambers; such as ozonation; gaseous chlorine dioxide treatment; and ultraviolet radiation exposure; effectively reduce microbial spoilage. Research confirms that ultraviolet radiation treatment; when integrated with an automated system for monitoring and controlling technological parameters; significantly improves the storage quality of vegetable crops and potatoes; particularly under elevated temperature conditions.

овощные культурыкартофельисследованияиспытанияультрафиолетовое воздействиелабораторная установкахранениеvegetable cropspotatoesresearchtestingultraviolet exposurelaboratory setupstorageРабота выполнена при государственной поддержке РНФ конкурса 2023 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными No 23-76-10062The project, implemented by leading scientists, including young researchers, is funded under Grant No. 23-76-10062ReferencesЛобачевский Я.П., Дорохов А.С., Сибирев А.В. Современное состояние технологического обеспечения производства овощных культур в Российской Федерации // Овощи России. 2023. N5. 5-10. DOI: 10.18619/2072-9146-2023-5-5-17.Lobachevsky Ya.P., Dorokhov A.S., Sibirev A.V. The current state of technological support for vegetable crops production in Russian Federation. Vegetable crops of Russia. 2023. N5. 5-10 (In Russian). DOI: 10.18619/2072-9146-2023-5-5-17.Дорохов А.С., Аксенов А.Г., Сибирёв А.В. и др. Теоретические предпосылки интенсификации уборки лука-­­севка // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023.N3. С. 85-92. DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-3-85-92.Dorokhov A.S., Aksenov A.G., Sibirev A.V. et al. Theoretical foundations for intensifying onion set harvesting. Agricultural Machinery and Technologies. 2023. Vol. 17. N3. 85-92 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-3-85-92.Yanykin, D.V., Paskhin M.O., Simakin A.V. et al. Plant photochemistry under glass coated with upconversion luminescent film. Applied Sciences. 2022. N12. 7480. DOI: 10.3390/app12157480.Yanykin D.V., Paskhin M.O., Simakin A.V. et al. Plant photochemistry under glass coated with upconversion luminescent film. Applied Sciences. 2022. N12. 7480 (In Russian). DOI: 10.3390/app12157480.Golmohammadi A., Bejaei F., Behfar H. Design, development and evaluation of an online potato sorting system using machine vision. International Journal of Agriculture and Crop Sciences. 2013. N6. 396-402.Golmohammadi A., Bejaei F., Behfar H. Design, development and evaluation of an online potato sorting system usingmachine vision. International Journal of Agriculture and Crop Sciences. 2013. N6. 396-402 (In English). DOI: cabdirect.org/cabdirect/abstract/20133372449.Дорохов А.С., Cибирев А.В., Аксенов А.Г. и др. Определение параметров электрофизического взаимодействия на овощные культуры и картофель перед закладкой на хранение // Аграрный научный журнал. 2024. N3. С. 103-109. DOI: 10.28983/asj.y2024i3pp103-109.Dorokhov A.S., Sibirev A.V., Ponomarev A.G., Petukhov S.N. Determination of parameters of electrophysical interaction on vegetable crops and potatoes before storage. Agrarian Scientific Journal. 2024. N2. 103-109 (In Russian). DOI: 10.28983/asj.y2024i3pp103-109.Лобачевский Я.П., Ценч Ю.С. Принципы формирования систем машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации технологических процессов в растениеводстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. N16(4). С. 4-12. DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-4-4-12.Lobachevskiy Ya.P., Tsench Yu.S. Principles of forming machine and technology systems for integrated mechanization and automation of technological processes in crop production. Agricultural Machinery and Technologies. 2022. Vol. 16. N4. 4-12 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-4-4-12.Попов В.Д., Валге А.М., Папушин Э.А. Повышение эффективности производства продукции растениеводства с использованием информационных технологий // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2009. Т. 81. С. 32-39. EDN: THYQKD.Popov V.D., Valge A.M., Papushin E.A. Enhancing cropproduction efficiency using information technology. AgroEcoEngineering. 2009. Vol. 81. 32-39 (In Russian). EDN: THYQKD.Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Дорохов А.С. и др. Современные технологии и техника для сельского хозяйства – тенденции выставки Аgritechnika 2019 // Тракторы и сельхозмашины. 2020. N6. C. 28-40. DOI: 10.31992/0321-4443-2020-6-28-40.Izmaylov A.Yu., Lobachevskiy Ya.P., Dorokhov A.S. et al. Modern agriculture technologies and equipment – trends of an AGRITECHNIKA 2019 exhibition. Tractors and Agricultural Machinery. 2020. Vol. 87. N6. 28-40 (In Russian). DOI: 10.31992/0321-4443-2020-6-28-40.Ценч Ю.С., Годлевская Е.В. Математическое моделирование как инструмент проектирования сельскохозяйственных машин и агрегатов (применительно к истории развития научной школы Южного Урала) // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. N2. C. 4-12. DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-2-412.Tsench Yu.S., Godlevskaya E.V. Mathematical modeling as a aspect for designing agricultural machines and units (deve­lopment history of Southern Urals scientific school). Agricultural Machinery and Technologies. 2023. Vol. 17. N2. 4-12 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-2-4-12.Ракутько С.А., Ракутько Е.Н., Медведев Г.В. Разработка экспериментального фитотрона и его применение в исследованиях по энергоэкологии светокультуры // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. N2. C. 40-48. DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-2-40-48.Rakutko S.A., Rakutko E.N., Medvedev G.V. Development of an experimental phytotron and its application inthe research on the energy-ecological efficiency of indoorplant lighting. Agricultural Machinery and Technologies. 2023. 17(2). 40-48 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-2-40-48.Avila R., Schoenau J., King T. et al. Effects of subsoiling tillage on structure, permeability, and crop yields on compacted Solonetzic and Chernozemicdry land soils in Western Canada. Canadian Biosystems Engineering. 2020. N62. 1.1-1.9. DOI: 10.7451/CBE.2020.62.1.1.Avila R., Schoenau J., King T., Grevers M. Effects of subsoiling tillage on structure, permeability, and crop yield son compacted Solonetzic and Chernozemic dry land soilsin Western Canada. Canadian Biosystems Engine­ering.2020. N62. 1.1-1.9 (In English). DOI: 10.7451/CBE.2020.62.1.1.Lobachevsky Ya., Dorokhov A., Aksenov A. et al. RAMAN and fluorimetric scattering lidar facilitated to detect dama­ged potatoes by determination of spectra. Applied Sciences. 2022. N12(15). 7480. DOI: 10.3390/app12115391.Lobachevsky Ya., Dorokhov A., Aksenov A. et al. RAMAN and fluorimetric scattering lidar facilitated to detect da­maged potatoes by determination of spectra. Applied Sciences. 2022. 12. 5391 (In English). DOI: 10.3390/app12115391.Erokhin M.N.,Dorokhov A.S.,Sibirev A.V. et al. Development and modeling of an onion harvester with an automated separation system. AgriEngineering. 2022. N4. 380399. DOI: 10.3390/agriengineering4020026.Erokhin M.N., Dorokhov A.S., Sibirev A.V. et al. Deve­lopment and modeling of an onion harvester with an automated separation system. AgriEngineering. 2022. 4(2). 380-399 (In English). DOI: 10.3390/agriengineering4020026.Аксенов А.Г., Сибирев А.В. Состояние технического обеспечения производства овощных культур в Российской Федерации // Картофель и овощи. 2021. N8. С. 3-8. DOI: 10.25630/PAV.2021.85.47.001.Aksenov A.G., Sibirev A.V. State of technical support for vegetable crops production in the Russian Federation. Potato and Vegetables. 2021. N8. 3-8 (In Russian). DOI: 10.25630/PAV.2021.85.47.001.Aksenov A.G., Sibirev A.V. Technical support of vegetable growing in countries of the Eurasian Economic Union. AMA. 2020. N3(51). 12-19. EDN: XAWSBO.Aksenov A.G., Sibirev A.V. Technical support of vege­table growing in countries of the Eurasian Economic Union. AMA. 2020. N3(51). 12-19 (In English). EDN: XAWSBO.Пастухов А.Г., Добрицкий А.А., Бахарев Д.Н., Вольвак С.Ф. Исследование физико-механических свойств семян тыквы как объекта сушки // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2024. Т. 18. N1. С. 52-59. DOI: 10.22314/2073-7599-2024-18-1-52-59.Pastukhov A.G., Dobritskiy A.A., Bakharev D.N., Volvak S.F. Physico-mechanical properties of pumpkin seedsin the context of drying processes. Agricultural Machi­nery and Technologies. 2024. Vol. 18. N1. 52-59 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2024-18-1-52-59.Зимин И.Б., Игнатенков В.Г., Яковлев М.А., Смирнов А.В. Экспериментальное исследование аэродинамических характеристик гранулированных сыпучих материалов // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. N2(31). С. 29-33. EDN: LZPPMW.Zimin I.B., Ignatenkov V.G., Yakovlev M.A., Smirnov A.V. Experimental study of aerodynamic characteristics of granu­lar bulk materials. Izvestiya of Velikiye Luki State Agricultural Academy. 2020. N2(31). 29-33 (In Russian). EDN: LZPPMW.Сазонов Н.В., Мосяков М.А., Тетерин В.С. и др. Показатели качества работы автоматизированной машины для ухода за растениями картофеля в селекции и семеноводстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2024. Т. 18. N1. C. 60-67. DOI: 10.22314/2073-7599-2024-18-1-60-67.Sazonov N.V., Mosyakov M.A., Teterin V.S. et al. Quality metrics of automated machinery in potato plant cultivation for breeding and seed production. Agricultural Machinery and Technologies. 2024. Vol. 18. N1. 60-67 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2024-18-1-60-67.Лобачевский Я.П., Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Шогенов Ю.Х. Научно-технические достижения агроинженерных научных организаций в условиях цифровой трансформации сельского хозяйства // Техника и оборудование для села. 2023. N4(310). С. 2-5. DOI: 10.33267/2072-9642-2023-4-2-5.Lobachevskiy Ya.P., Lachuga Yu.F., Izmaylov A.Yu., Sho­genov Yu.Kh. Scientific and technical achievements of agricultural engineering organizations in the context of digital transformation of agriculture. Machinery and Equipment for Rural Area. 2023. N4(310). 2-5 (In Russian). DOI:10.33267/2072-9642-2023-4-2-5.Казаков С.С., Живаев О.В., Никулин А.В. Конструкционные пути снижения повреждаемости клубней посадочного картофеля при работе цепочно-ложечного высаживающего аппарата // Тракторы и сельхоз­машины. 2019. N3. С. 29-34. DOI: 10.31992/0321-4443-2019-3-29-34.Kazakov S.S., Zhivaev O.V., Nikulin A.V. Structural ways to reduce the damage of planting potatoes bulbs when using a chain-spoon planting machine. Tractors and Agricultural Machinery. 2019. N3. 29-34 (In Russian). DOI: 10.31992/0321-4443-2019-3-29-34.

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