CC BY
39
полимеразной цепной реакции (ПЦР)». Выделение ДНК из испытуемых образцов колбасных изделий осуществляли с применением комплекта ««ДНК-сорб-С» (ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора). Для определения видовой принадлежности тканей жвачных животных, кур и свиней методом ПЦР с электрофоретической детекцией продуктов амплификации в агарозном геле использовали тест-системы «БИГ» и «ЧИС» (ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора) [5].
Результаты идентификации видовой принадлежности тканей входящих в состав вареных колбасных изделий, выработанных региональными производителями, представлены на рис. 1. Учет результатов ПЦР-анализа вареных колбасных изделий проводили по наличию/отсутствию на электрофореграме специфических полос амплифицированной ДНК: Bovis (говядина) - 680 пар нуклеотидов (п.н.), Ovis (баранина) - 350 п.н., Gallus gallus (птица) - 246 п.н., Sus scrofa (свинина) - 380 п.н.
Bovis Ovix C,aS!«x Sux ш ^2 ^ ^ ^ y„g ^ ysIl j4
gallus scrofa
Рисунок 1 - Электрофореграмма фрагментов видоспецифичной ДНК вареных колбас
В соответствии с ГОСТ Р 52196-2003 в состав колбас «Докторская» в/с, «Русская» в/с, «Любительская» в/с, «Молочная» 1 сорта и «Чайная» 2 сорта в качестве основных ингредиентов входят говядина жилованная высшего, первого или второго сорта (в зависимости от сортности колбасного изделия) и свинина жилованная полужирная. Анализ испытуемых образцов колбас «Докторская», «Русская», «Любительская», «Молочная» и «Чайная» показал наличие четких специфических амплифицированных фрагментов ДНК длиной 680 и 380 п.н., что свидетельствует о наличии в составе испытуемого изделия говядины и свинины и говорит об отсутствии фальсификации мясных ингредиентов.
Согласно нормативно-технической документации в состав колбасы «Любительская свиная» в качестве основного мясного ингредиента входит свинина нежирная, а в состав колбасы «Праздничная» - мясо птицы. Результаты исследований данных изделий свидетельствуют о наличии в дорожках агарозного геля полос амплифицированных участков ДНК, соответствующих фрагментам митохондриального генома Sus scrofa - 380 п.н. для колбасы «Любительская свиная» и Gallus gallus - 246 п.н. - для колбасы «Праздничная». Таким образом, данные колбасные изделия по составу мясных ингредиентов полностью соответствуют требованиям нормативно-технической документации.
В состав колбас «К Чаю» и «Домашняя вареная» производства ООО «Змиёвский мясокомбинат» в качестве основных мясных ингредиентов входят свинина жилованная полужирная, говядина жилованная первого сорта и мясо птицы. Результаты ПЦР-анализа свидетельствуют о наличии в дорожках этих образцов полос амплифицированных участков ДНК соответствующих фрагментам митохондриального генома Bovis - 680 (п.н.), Sus scrofa - 380 п.н. и Gallus gallus - 246 п.н, что говорит о соответствии фактического состава колбас составу, заявленному на упаковке.
Идентификация видовой принадлежности тканей, входящих состав вареных колбасных изделий, проведена на основании ст. 45 закона «О защите прав потребителей», результаты распространяются исключительно на образцы, подвергнутые испытаниям, а не на всю аналогичную продукцию указанных предприятий-изготовителей.
Скрининг сырьевого состава вареных колбасных изделий, произведенных орловскими мясоперерабатывающими предприятиями, показал отсутствие фактов фальсификации. Однако с целью улучшения качества и освобождения продовольственного рынка Орловской области от фальсифицированной продукции следует ввести систему непрерывного контроля мясопродуктов на региональном рынке, а также систему промышленного самоконтроля, при этом промышленный самоконтроль будет являться дополнением к государственному контролю.
Литература
1. Афанасьева Н. Ю. Мониторинг качества и безопасности пищевых продуктов и здоровья населения Орловской области // Известия РАН. - 2010. - т.12. - № 1. - С. 1564-1566.
2. Езерская Е. Я. Анализ видовой принадлежности мяса и мясопродуктов // Ветеринария. - 2001. - № 6. - С. 45-51.
3. Исследование рынка мясного сырья и продуктов питания из мяса в аспекте Доктрины продовольственной безопасности / Шалимова О. А. [и др.] // Вестник Орел гАу. - 2011. - № 4. - С. 58-60.
4. Кузьмичева М. Б. Продовольственная безопасность - важный фактор экономического роста государства // Мясная индустрия. - 2010. - № 1. - С. 4-7.
5. Фомина Т. А. Разработка метода идентификации видовой принадлежности мясных и растительных ингредиентов на основе полимеразной цепной реакции в режиме реального времени: автореф. дис. канд. техн. наук. - М., 2012. - 23 с.
Лымарь Е.А.
Кандидат технических наук, ОАО «Российские космические системы», Москва ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ГЛИН К ВОЗДЕЙСТВИЮ РАЗЛИЧНЫХ
ФАКТОРОВ
Аннотация
В работе исследована устойчивость композитов, полученных на основе каолинитовых, монтморилонитовых глин и алюминия, к воздействию агрессивных сред, ударных, динамических и сжимающих нагрузок. Установлено, что полученный материал обладает высокими физико-механическими и эксплуатационными показателями.
Ключевые слова: керамокомпозит, глины, алюминий, агрессивные среды, нагрузки.
Lymar E.N.
Candidate of engineering sciences, OJSC "Russian space systems", Moscow STABILITY OF CLAY COMPOSITES BASED ON EXPOSURE TO VARIOUS FACTORS
Abstract
The article describes the research of resistance of composites produced on the basis of kaolin, montmorillonite clays and aluminum to aggressive environment exposure, shock, dynamic and compressive load. It was established that the derived material has high physico-mechanical and performance attributes.
Keywords: ceramocomposite, clays, aluminum, aggressive surroundings, loads.
96
При одновременном воздействии высоких температур, агрессивных сред, ударных, динамических и сжимающих нагрузок, известные керамические строительные материалы во многих случаях не могут обеспечить требуемую прочность [1 - 22], поэтому создание и внедрение новых высокоэффективных материалов, надежно работающих в экстремальных условиях, является актуальной.
Нами разработан керамометаллический композиционный материал на основе модифицированной глинистой составляющей и металлического наполнителя [23 - 26]. Исходным сырьем для получения композитов являлись глуховецкий каолин, краснояружская глина и алюминий. Разработана технология получения композиционного материала методом полусухого прессования с последующей сушкой и обжигом, главной особенностью которой является то, что металлический алюминий вводится в глинистую составляющую на стадии приготовления сырьевой смеси. В ходе исследований выявлен оптимальный состав композитов, включающий глинистый компонент и алюминий в количестве 80 и 20% соответственно.
За счет образующейся структуры (в основном благодаря тому, что в обожженной глине кристаллизуется муллит), материал обладает стойкостью к кислым, нейтральным и щелочным средам (табл 1).
Таблица 1. Исследование мате риала на устойчивость к агрессивным средам
Содержание алюминия, % Масса композита до исследования, г Масса композита после исследования, г рН среды Устойчивость композита к агрессивной среде, %
1 2 3 4 5
Композит, полученный на основе глуховецкого каолина
20 10,5 10,27 < 7 97,8
20 10,7 10,7 7 100
20 9,8 9,57 >7 97,7
Композит, полученный на основе краснояружской глины
20 11,3 10,96 < 7 97,0
20 11,3 11,3 7 100
20 11,6 11,25 >7 97,0
Деформация керамометаллических композитов при высоких температурах в основном определяется их химикоминералогической природой, то есть химическим составом, характером распределения и количеством жидкой и твердой фаз, а также вязкостью расплава.
В разработанных керамометаллических композитах при повышении температуры непрерывно увеличиваются количество жидкой фазы и ее вязкость вследствие растворения в ней Al2O3 и SiO2. Поэтому их деформация под нагрузкой при высоких температурах имеет плавный пластический характер, образец не разрушается при испытании, а лишь приобретает боченкообразную форму. Температурный интервал деформации равен 150 - 250 °С.
Применимость керамометаллических композитов в тех или иных условиях службы зависит от характера изменения их свойств в области перехода от упруго-хрупкого состояния к вязкопластическому. При высоких температурах влияние пористости и состава связки на прочность оказывается сильнее в сравнении с влиянием этих факторов при обычной температуре.
При высоких температурах прочность при сжатии наиболее сильно зависит от свойств стекловидной фазы, а прочность при изгибе - от свойств кристаллических фаз.
Получаемый керамометаллический композит стоек к температурным колебаниям до 1000 °С, при более высокой температуре наблюдается резкое снижение сопротивления керамометаллического композита внешним нагрузкам.
Керамометаллический материал выдерживает 50 циклов нагрева до температуры 700 °С и резкого его охлаждения, 35 циклов нагрева до 900 °С и резкого его охлаждения, 22 цикла нагрева до 1000 °С и резкого его охлаждения без изменения его геометрических параметров (в случае отсутствия внешних нагрузок) и без образования микротрещин на его поверхности. Дальнейшее увеличение количества циклов эксперимента приводит к образованию микротрещин на поверхности керамометаллического композит, обусловленных возникновением в материале упругих и остаточных пластических деформаций. Установлено, что характер микротрещин не зависит от количества циклов эксперимента: с увеличением количества циклов, их геометрические размеры и степень распространения по структуре материала увеличиваются.
Полученный керамометаллический композиционный материал имеет однородную структуру и обладает высокими эксплуатационными показателями (табл. 2), которые достигаются благодаря эффективности процесса совмещения модифицированного глинистого компонента и алюминия.
Таблица 2. Основные физико-механические и эксплуатационные свойства керамометаллических композитов
№ Керамометаллический композит, содержащий 20%
п/п Показатель алюминия, полученный на основе
глуховецкого каолина краснояружской глины
1 Воздушная усадка, % 0,5 0,6
2 Огневая усадка, % 2,8 4,6
3 Коэффициент чувствительности 0,5 0,5
4 Интервал спекания, °С 1150-1300 950-1050
5 Плотность, кг/м3
истинная 1730 1970
кажущаяся 1650 1740
6 Пористость, % 4,6 7,4
открытая 1,5 2,1
закрытая 3,1 5,3
7 Водопоглощение, % 1,9 2,6
8 Прочность на сжатии, МПа 170 130
9 Прочность на изгиб, МПа 47 34
10 Модуль упругости, МПа 8,8104 7,2-104
97
11 Ударная вязкость, кДж/м2 4,3 3,9
12 Твердость по Бринеллю, НВ (10, 300, 10) 78 65
13 Морозостойкость, циклов 80 80
14 Т ермостойкость, циклов при 20 - 1000°С 22 22
15 Химическая стойкость: Кислотостойкость, % 97,8 97,0
Щелочестойкость, % 97,7 97,0
Представленные характеристики керамометаллических композитов позволяют утверждать, что разработанные материалы, благодаря своим высоким эксплуатационным свойствам, могут быть использованы в качестве строительного материала для изготовления конструкций, работающих при температурах до 1000 °С и внешней нагрузкой до 170 МПа. Кроме того, разработанный керамометаллический композит может быть использован в качестве связующего при получении корундовых огнеупоров с пониженной температурой спекания.
Литература
1. Володченко, А.Н. Попутные продукты горнодобывающей промышленности в производстве строительных материалов / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик, С.И. Алфимов, Р.В. Жуков // Современные наукоемкие технологии. - 2005. - № 10. - С. 79-79.
2. Алфимов, С.И. Техногенное сырье для силикатных материалов гидратационного твердения / С.И. Алфимов, Р.В. Жуков, А.Н. Володченко, Д.В. Юрчук // Современные наукоемкие технологии. - 2006. - № 2. - С. 59-60.
3. Володченко, А.Н. Силикатный бетон на нетрадиционном сырье / А.Н. Володченко, Р.В. Жуков, Ю.В. Фоменко, С.И. Алфимов // Бетон и железобетон. - 2006. - № 6. - С. 16-18.
4. Володченко, А.Н. Силикатные материалы на основе вскрышных пород Архангельской алмазоносной провинции / А.Н. Володченко, Р.В. Жуков, С.И. Алфимов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. - 2006. - № 3. - С. 67-70.
5. Володченко, А.Н. Повышение эффективности производства автоклавных материалов / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2008. - № 9. - С. 10-16.
6. Володченко, А.Н. Силикатные автоклавные материалы с использованием нанодисперсного сырья / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик // Строительные материалы. - 2008. - № 11. - С. 42-44.
7. Володченко, А.Н. Регулирование свойств ячеистых силикатных бетонов на основе песчано-глинистых пород / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик, С.И. Алфимов, А.А. Володченко // Известия вузов. Строительство. - 2007. - № 10. - С. 4-10.
8. Володченко, А.Н. Влияние механоактивации известково-сапонитового вяжущего на свойства автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. -
2011. - № 3. - С. 13-16.
9. Володченко, А.Н. Особенности взаимодействия магнезиальной глины с гидроксидом кальция при синтезе новообразований и формирование микроструктуры / А.Н. Володченко // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2011. - № 2. - С. 51-55.
10. Володченко, А.Н. Глинистые породы в производстве силикатного кирпича / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. - 2012. - Т. 26. - № 2. - С. 8-10.
11. Володченко, А.Н. Глинистые породы - сырье для производства автоклавных ячеистых бетонов / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. - 2012. - Т. 26. - № 2. - С. 1114.
12. Володченко, А.Н. Взаимодействие мономинеральных глин с гидроксидом кальция в гидротермальных условиях / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. - 2012. - Т. 30.
- № 3. - С. 35-37.
13. Володченко, А.Н. Вяжущее на основе магнезиальных глин для автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. - 2012. - Т. 30. - № 3. - С. 3841.
14. Володченко, А.Н. Автоклавные силикатные материалы на основе отходов горнодобывающей промышленности / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. - 2012. - Т. 47.
- № 4. - С. 29-32.
15. Володченко, А.Н. Влияние песчано-глинистых пород на оптимизацию микроструктуры автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. - 2012. - Т. 47. - № 4. - С. 32-36.
16. Володченко, А.Н. Реологические свойства газобетонной смеси на основе нетрадиционного сырья / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2012. - № 3. - С. 45-48.
17. Володченко, А.Н. Автоклавные ячеистые бетоны на основе магнезиальных глин / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик // Известия вузов. Строительство. - 2012. - № 5. - С. 14-21.
18. Володченко, А.Н. Магнезиальные глины - сырье для производтва автоклавных ячеистых бетонов / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов SWorld по материалам международной научно-практической конференции. - 2013. - Т. 43. - № 1. - С. 37.
19. Володченко, А.Н. Влияние песчано-глинитых пород на пластичность газобетонной массы / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов SWorld по материалам международной научно-практической конференции. - 2013. - Т. 43. - № 1. - С. 7-10.
20. Володченко, А.Н. Влияние глинистых минералов на свойства автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Инновации в науке. - 2013. - № 21. - С. 23-28.
21. Володченко, А.Н. Нетрадиционное сырье для автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Технические науки
- от теории к практике. - 2013. - № 20. - С. 82-88.
22. Володченко, А.А. Формирование микроструктуры безавтоклавных силикатных материалов на основе песчано-глинистых пород / А.А. Володченко // Инновации в науке. - 2012. - № 14-1. - С. 61-67.
23. Ключникова, Н.В. Термомеханическое совмещение компонентов при создании керамометаллических композитов / Н.В. Ключникова // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. — 2012. — Т.
6. — № 2. — С. 65—69.
24. Ключникова, Н.В. Изучение взаимодействия между компонентами при создании керамометаллических композиционных материалов / Н.В. Ключникова // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. — 2011. — Т. 10. — № 4. — С. 5—8.
98
25. Ключникова, Н.В. Рентгенофазовый анализ композиционных материалов на основе глин / Н.В. Ключникова // Сборник научных трудов SWorld по материалам международной научно-практической конференции. - 2013. - Т. 7. - № 1. - С. 3-10.
26. Klyuchnikova, N.V. Production of metal composite materials / N.V. Klyuchnikova, E.A. Lumar’ // Glass and Ceramics. - 2006. - Т. 63. - № 1-2. - С. 68-69.
Литвинская О.С.1, Сальников И.И.2
'Кандидат технических наук, доцент, Пензенский государственный технологический университет; 2Профессор, доктор технических наук, Пензенский государственный технологический университет АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ
Аннотация
При проектировании систем цифровой обработки информации используется широкий спектр средств реализации в виде различных электронных компонентов. Выбор этих средств в настоящее время выполняется субъективно, определяется знаниями и приверженностями разработчика. В работе предлагается использовать количественный подход в виде системы принятия решения на основе целевого функционала, имеющего экстремальный вид.
Ключевые слова: принятие решения, выбор, средство реализации, целевой функционал.
Litvinskaya O. S.1, Salnikov I. I.2
'Associate professor, Candidate of Technical Sciences, Penza State Technological University;
2Professor, Doctor of Technical Sciences, Penza State Technological University ANALYTICAL MODEL OF DECISION MAKING IN THE DESIGN OF DIGITAL DEVICES
Abstract
When designing systems of digital processing of information using a wide range of implementation in the form of various electronic components. The choice of these funds is currently being subjectively defined by knowledge and приверженностями developer. It is suggested to use a quantitative approach in the form of decision making on the basis of the objective functional, having an extreme kind.
Keywords: decision making, selection, means of implementation, the objective functional.
Задачи принятия решения (ЗПР) встречаются во всех без исключения областях знаний и отличаются большим разнообразием. ЗПР имеет место тогда, когда необходимо совершить выбор лучшего в определенном смысле варианта среди существующего множества альтернатив [1].
Наиболее близким научным направлением к теме данной статьи является раздел систем искусственного интеллекта, связанный с принятием решений и получивший широкое распространение в виде систем поддержки принятия решения (СППР), по которым имеется большое количество научных публикаций. Одним из научных направлений является разработка СППР по объективному выбору средств реализации системы цифровой обработки информации (ЦОИ), являющиеся, как правило, частью проектируемой информационной технической системы.
При разработке систем ЦОИ в настоящее время используется широкий спектр средств реализации в виде электронных компонентов: универсальных ЭВМ, микроконтроллеров, сигнальных процессоров, программируемых логических интегральных схем, имеющих самые разнообразные технические характеристики. Выбор этих средств при проектировании систем ЦОИ в настоящее время выполняется субъективно, определяется знаниями и приверженностями разработчика.
С другой стороны, исходные условия для проектирования систем ЦОИ, как правило, характеризуются многопараметричностью и разнородностью. В работе использован количественный подход при разработке СППР, в основе которой лежит метод принятия решения на основе целевого функционала, имеющего экстремальный вид. Целевой функционал является количественным инструментом метода принятия решения и включает в себя обобщенную параметрические функцию, которая должна быть сформирована на основе частных параметрических функций, описывающих исходные данные на проектирование системы ЦОИ [2,3].
Частная параметрическая функция должна представлять собой нормированную зависимость, характеризующую основные свойства используемого параметра. Например, это может быть коэффициент заданного быстродействия, или коэффициент заданной информационной производительности и множество других характеристик. Основное требование к этим характеристикам - они должны иметь количественную форму.
Далее предполагается, что нормированные частные параметрические функции объединяются в некоторую обобщенную функцию с использованием весовых коэффициентов, определяющих значимость каждой параметрические функции. При этом, для определения весовых коэффициентов необходимо использовать экспертные оценки.
Метод принятия решения основан на соотнесении оценки экстремального значения функционала при заданных исходных параметрах и интервальных значениях, характеризующих конкретные решения.
Предполагаемый метод принятия решения должен быть иерархическим. Причем, в качестве ступеней можно использовать следующие уровни иерархии относительно средств реализации систем ЦОИ:
- верхний уровень - группы средств ЦОИ: универсальные ЭВМ, микропроцессоры (МП) и программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС);
- средний уровень - соответствующий кластер в группе средств ЦОИ: для универсальных ЭВМ - это ПЭВМ (CPU) или графические станции (GPU); для МП - это микроконтроллеры (MCS), предназначенные для систем управления, или сигнальные процессоры (DSP), предназначенные для реализации интегральных преобразований; для ПЛИС - это архитектура FPGA или архитектура CPLD;
- низший уровень - конкретный тип электронного компонента, входящий в выбранный кластер и характеризуемый детальными техническими характеристиками. На этом уровне должна использоваться база данных. Таким образом, используется иерархический выбор по принципу «от общего к частному».
Окончательное решения выбирает лицо принимающее решение (ЛПР), но разрабатываемая СППР существенно облегчает процесс выбора средства реализации системы ЦОИ в существующем «море» электронных компонент.
Формализация принятия решений в условиях многоальтернативной оптимизации в задачах проектирования технических систем связана с поиском эффективного решения в области выбора средств реализации.
Детализируя общую постановку задачи выбора средств реализации, можно получить следующую структуру сложной информационной технической системы (ИТС) S, где все параметры предлагается разделить на группы, например, параметры сигналов, параметры алгоритмов, которые предполагается реализовать и параметры средств реализации и обозначить
VG е (Gj, G2,...,G;.}
(Рис.1.)
99
