Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/64473

Офіційний сайт http://vestnik2079-5459.khpi.edu.ua/

Журнал публікує наукові результати та досягнення мультидисциплінарних досліджень молодих науковців широкого профілю у сферах машинобудування, енергетики, технологій органічних і неорганічних речовин, екології, інформаційних технологій і систем управління, техніки та електрофізики високих напруг, а також з фундаментальних аспектів сучасних технологій.

Рік заснування: 2001. Періодичність: 4 рази на рік. p-ISSN: 2079-5459 e-ISSN: 2413-4295

Новини

Журнал включено до Переліку наукових фахових видань України, категорія "Б" (накази МОН України №409 від 17.03.2020 та №886 від 02.07.2020) за спеціальностями 132-Матеріалознавство; 141- Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка; 142-Енергетичне машинобудування; 151-Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології; 152 -Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка; 161-Хімічні технології та інженерія; 181-Харчові технології

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 47

Agaricus bisporus and Flammulina velutipes mushrooms on quality of chicken batters
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Fotina, Tetiana; Xiong, Anqi; Koshel, Olena; Sabadash, Sergiy; Yankovskiy, Roman
It was noted the modern tendencies of the cultivated mushrooms using as a fat substitutes in the technology of low-fat meat products. It was states that variety of low-calorie, low-fat foods have come to the fore, and quickly become the mainstream of the future development of food. The mushrooms are worldwide cultivated and rich in protein, vitamins, dietary fiber, amino acids, polysaccharides, minerals, but low in fat and calories In order to develop low-fat meat products, the compound of Agaricus bisporus and Flammulina velutipes mushrooms were used as fat substitute to replace the pork-back fat in chicken batters. The amino acids content of these mushrooms allows receiving a nice flavor and can be use in the minced meat. It was use a chicken meat as a wellliked raw material for emulsified products. For preparation of meat batters was used chicken breast, salt and sodium tripolyphosphate. The chicken meatballs were prepared with the cultivated mushrooms as fat-substitutes.The mushrooms were compounded to replace fat in chicken batters, and the effect of compounding these mushrooms on the quality of chicken mince was investigated to find the optimal ratio of fat replacement. The cooking loss, water holding capacity, color, texture and rheological properties of chicken batters were studied. The results showed that the compound of Agaricus bisporus and Flammulina velutipes improved the texture, increased the water holding capacity, redness and yellowness, and reduced the cooking loss and brightness of chicken batters. When the ratio of Agaricus bisporus and Flammulina velutipes was 2:1 to replace 30% pork-back fat, chicken batters showed the best quality. In conclusion, the combination of Agaricus bisporus and Flammulina velutipes is a promising fat substitute in the development of low-fat meat products.
Designing human-machine systems: transformation of a designer's thinking
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Mygal, Galyna; Protasenko, Olga
Industry 4.0 became a powerful impetus for the development of man-machine systems, which, on the one hand, increased their efficiency and reliability and, on the other hand, made them super-complex. As a result, this led to an increase in the complexity of human-machine system management and the manifestation of the human factor. The consequence is that, currently, the main cause of accidents and disasters is the human factor. Thus, the safety of human-machine systems largely depends on the person's psychological and physiological characteristics. The article shows that the study of a person's characteristics is the basis for the development of a human factor management system. The essential element of the human factor management system is the systemic ergonomics thinking of the human-machine systems designer. This type of thinking is formed as a result of training and the gradual acquisition of eco-ergonomic design skills. To explain the importance of the formation of eco-ergonomic thinking in humanmachine systems design, eco-ergonomic thinking evolution is presented in the work. Through the analysis of the sequence of the development of ergonomic thought, it is shown how the approach to ensuring the safety of human-machine systems has changed from the middle of the 20th century to the present. The next stage of the work was the analysis of eco-ergonomic, human-oriented, riskoriented, and strategic thinking. Based on the analysis results, a hierarchy of thinking types is built, and their role in the formation of systemic ergonomics thinking in human-machine systems designing is shown. The main feature of the designer's systemic ergonomics thinking is the priority of finding a solution to the problem in the system operation through research and analysis of human-machine interaction. Based on the obtained results, the importance of the formation and development of systemic ergonomics thinking is substantiated. It is shown how to implement the formation of a designer's systemic ergonomics thinking of human-machine systems through the training system.
Ergonomic thinking in the design of human-machine systems
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Mygal, G. V.; Protasenko, O. F.; Kobrina, N. V.; Mykhailova, E. O.
In the era of Industry 4.0, human-machine systems have become highly complex and contain a large number of elements and sources of information. It increases the complexity of human-machine system management, which leads to the manifestation of the human factor phenomenon. The consequence is that currently, 70% to 90% of accidents and disasters are related to the human factor. Therefore, the safety of human-machine systems largely depends on human abilities, cognitive, behavioral, and psycho-physiological features. It is shown that the study of individual characteristics of a person will allow the management of the human factor in the human-machine system. The crucial point of human factor management is the availability of systemic ergonomic thinking in the designer of the human-machine system. The formation of such thinking is connected with learning and the gradual acquisition of the necessary knowledge and skills. To understand the principles of ergonomic thinking formation, the evolution of ergonomic thinking in the design of human-machine systems is shown. Due to analysis of the sequence of ergonomic thought development, it is shown how approaches to ensuring the safety of human-machine systems have been rethought from the middle of the 20th century until now. Currently, the global social processes and technologies of Industry 4.0 have fundamentally changed the concept of “work”, parameters of the labour market, and safety requirements and caused the emergence of a new model of the labour paradigm “Work 4.0”, which, in turn, became the driver of the revision of the concept of “workplace” established in society and the emergence of the digital workplace. The article presents the definition of a “digital workplace” and analyses its essential characteristics. The next stage of the work was a model of the structure of the engineer’s ergonomic thinking, the main feature of which is the priority of solving the problems of human-machine interaction. The work also shows that ergonomic thinking is one of the elements of safety culture. In combination with other elements such as a human-centered approach, ecological thinking and others, ergonomic thinking creates a space of a safety culture. Based on the presented results, the importance of engineers’ ergonomic thinking is substantiated. It is shown how to implement the formation of ergonomic thinking through the training system.
Evaluation of energy band structure of half-heusler alloy LiZnX (X = As, P and Sb) using first principle calculation
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ettah, Emmanuel; Ishaje, Michael E.; Minakova, Kseniia; Asuquo, Esther Offiong; Odey, Stephen U.
The evaluation of energy band structure plays a vital role in understanding the electronic properties of materials. This research, we investigate the energy band structure of Half-Heusler alloys LiZn(X = As, P and Sb) using a first principle approach based on Density Functional Theory (DFT). These alloys are of particular interest due to their potential applications in thermoelectric and spintronics devices. The corresponding Density of States (DOS) for the tripartite compounds LiZnX (X=As, P and Sb) have been calculated and the contributions of the Li, Zn, As, P and Sb orbital to the Density of States at ambient pressure. This also confirmed that LiZnX (X=As, P and Sb) is a semi-conductor with a narrow band-gap between the occupied and unoccupied regions around the Fermi level. The orbitals Li-1s, As-4p, As-4s, Zn-3d has the highest contributions. The dominant of the orbitals P-1s and P-2p before the Fermi- level and Zn-2p after the Fermi-level are observed. We observed the dominant of the orbitals Sb-1s, Sb-3d, Li-1s, Li-2s, Zn-3d shows weak hybridization and low contribution. This features indicates that the covalent bond between these two atoms is weak, and could be responsible for the mechanical instability observed in the calculation. Meanwhile the band structure calculated and presented has narrow band-gab of 0.625. 0.937 and 0.313 respectively for the tripartite compound LiZnX(X=As, P, and Sb) and its a direct bandgap semiconductor. The obtained energy band structures provide valuable information about the electronic properties of LiZn (X = As, P and Sb) alloys. The presence of band gaps is crucial for thermoelectric applications, as it indicates the presence of regions where electrons and holes are confined, enabling efficient charge transport.
Research of methods for water disinfection
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Makhonina, O. S.; Shestopalov, O. V.; Baranova, A. O.
Access to safe water remains a challenge in conflict-affected areas. Irregular water supply, which is becoming a common phenomenon, is caused by numerous factors, in particular: 1) wear and tear of water mains that need repair and were damaged as a result of hostilities; 2) reduction in the efficiency of important pumps due to power outages, shelling of power lines that supply energy to the pumps; 3) access problems due to the presence of armed groups, the presence of mines or unexploded shells, as well as the poor condition of roads, which prevent local residents from reaching wells or obtaining water delivered by tankers; 4) problems with access, due to which workers cannot perform repair work or obtain spare parts necessary for repairing water pipes; 5) normative legal acts that limit the freedom of movement and/or supply of goods or water across the contact line, affecting the supply of water from settlements controlled by Ukraine to settlements not controlled by Ukraine; as well as 6) frequent water supply interruptions, which contributed to the deterioration of the situation. In most cases, the use of a combined system can be optimal for high-quality water disinfection. Combined water disinfection is carried out by physical and chemical methods at the same time. Water pollution is determined by its bacteriological examination, which shows the total number of bacteria and the number of indicator bacteria of the coliform group (E. coli) in 1 milligram of water. The main type of bacteria of the Escherichia coli group is E.coli bacteria, which in practice are the easiest to determine and have a high level of resistance coefficient. Traditional methods of water disinfection, namely chlorination and ozonation, are harmful byproducts of disinfection. Ultraviolet radiation is a safe alternative, but quite energy-consuming. The paper analyzes existing methods of decontamination of drinking water, examines the state of the issue, and analyzes alternative methods of decontamination of drinking water.
Technology of minced poultry products with increased dietary fiber content
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Zhang, F.; Golovko, T. M.; Golovko, M. P.; Pertsevoi, F. V.; Vasylenko, O. O.; Prymenko, V. H.
The basis of the state policy of Ukraine in the field of healthy nutrition of the population for the period until 2025 is to preserve and strengthen the health of the population, prevention of diseases caused by poor and unbalanced nutrition. Food products enriched with irreplaceable components, including dietary fibers, have been developed. The article substantiates the use of broiler meat as the main ingredient of the recipe, selects and studies the vegetable supplement of oat bran, which contains dietary fibers. The functional-technological and organoleptic indicators of minced meat models with different amounts of vegetable additives were studied, as a result, the optimal dose of introduction was determined and the formulation of the product made from broiler meat with an increased content of dietary fibers was developed. Optimal modes of heat treatment of the semi-finished product using a steam convection oven and modes of cold treatment of the finished product in "shock" freezing chambers were selected. The thermophysical characteristics of the new product were studied, and the duration of its freezing was calculated using Planck's formula. The technology of production of a functional product from broiler meat is proposed. The developed product is characterized by high organoleptic characteristics, such as juiciness of the product, pleasant smell and taste, uniform consistency, as well as a large yield of the finished product. The product contains dietary fibers, in one portion their amount is 8 g, which contributes to the satisfaction of 40% of the body's daily need for this food substance. The optimal recipe and technology of chicken cutlets with dietary fibers have been scientifically substantiated and developed. The possibility of producing chicken cutlets with a high content of dietary fiber has been theoretically and experimentally substantiated. Based on the analysis of the chemical composition and the study of the content of dietary fibers, functional-technological and organoleptic indicators of six vegetable supplements, the feasibility of introducing the vegetable supplement "Oat bran" into the recipe of chicken cutlets was substantiated. The effectiveness of thermal processing of chicken cutlets with increased dietary fiber content when using a convection oven in the steam + convection mode compared to the traditional method of processing has been proven. The raw materials for the production of the finished product were selected, the recipe was developed, the heat treatment parameters were selected, and the technology of quick-frozen finished product was developed. The developed ready-made poultry dish has an increased nutritional value due to the content of dietary fibers. It is taken into account that dietary fibers should be a mandatory part of the diet. Their total content in one portion is 8 g per 125 g of the finished product, which meets the daily need for this indicator by 40%.
The resonant amplifier of the active electrical power with additional voltage source. Suggestions, analysis, numerical estimates
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Batygin, Yuriy; Gavrilova, Tetyana; Shinderuk, Svitlana; Chaplygin, Evgeniy
The problem of increasing energy saving in industry leads to the need to develop new technical devices. The paper presents and analyzes the circuit of the resonance amplifier of active electric power, evaluates the characteristics of electromagnetic processes for the fundamental substantiation of the operation of real devices based on this circuit. Mathematical analysis of electromagnetic processes taking place was carried out using strict methods of the theory of electric circuits. The advantages of this scheme in comparison with similar previous proposals are shown. The device includes four active-reactive circuits that are inductively connected. The first of them is an input circuit with a harmonic signal source that needs to be amplified. The second circuit generates enhanced reactive power in the "voltage resonance" mode. The third circuit with an additional voltage source provides reactive power output from the second circuit in the "resonance of currents" mode without adverse effects on amplification processes. The fourth circuit, inductively connected to the third circuit, contains an output load ⎼ a resistor that simulates the allocation of active power. On the basis of the analysis and numerical evaluation of the characteristics of the processes taking place in the proposed scheme of the resonance amplifier of active electric power, its basic efficiency is shown. The calculations of the experimental model made it possible to formulate recommendations for the selection of circuit elements of a working resonant amplifier with a high efficiency for low-impedance output loads. The considered real parameters of the device make it possible to minimize the dissipation of the energy of converted electrical signals and to increase the amplification factor of the electric power of harmonic currents and voltage by choosing the element base. The obtained results can be considered as practical recommendations for the creation of real devices for amplifying active electric power for use in various industries.
Асиметричне роздавання трубних перехідників автомобілів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Пузир, Руслан Григорович; Аргат, Роман Григорович; Климов, Едуард Сергійович; Черненко, Сергій Михайлович; Черниш, Андрій Анатолійович; Сіра, Юлія Борисівна; Гайков, Роман Миколайович
Показано, що відповідальними деталями кожного транспортного засобу є трубчасті сполучні магістралі, що входять до гальмівної, паливної та вихлопної системи автомобілів. До цих трубопроводів пред'являються високі вимоги щодо надійності, вібростійкості, міцності, корозійної стійкості та довговічності. Дані деталі використовуються у ролі розширювачів і сполучних елементів при переході від меншого діаметра трубопроводу до більшого. У роботі представлені дослідження операції роздавання кінця трубної заготовки жорстким пуансоном. У процесі роздавання діючі тангенціальні напруження призводять до зменшення товщини крайової ділянки заготовки. Це тягне за собою зменшення надійності цієї ділянки в процесі експлуатації і зниження її ремонтопридатності та корозійної стійкості. Також, для забезпечення герметичності трубних з’єднань на вказаних ділянках заготовок нарізають різьбу або зварюють ці зони між собою. Тому важливою конструктивною особливістю трубчастих дифузорів є однакова товщина стінки по всьому перетину напівфабрикату. Для вирішення завдання збільшення товщини напівфабрикату після роздавання запропоновано асиметричний інструмент. Завдання вирішували в кінцево-елементній постановці з використанням спеціального комплексу 3D моделювання Simulia Abaqus – student edition. Заготовка труби представлялася як тверде тіло, що деформується, у той час, як пуансон моделювався абсолютно жорстким дискретним об'ємним тілом. Метод побудови для обох моделей – «revolution». За даними кінцево-елементного моделювання роздавання конічним асиметричним інструментом має переваги з точки зору збільшення товщини торцевої зони розтруба труби. Товщина деталі збільшується на 22,5% з товщини 1,77 мм для класичного варіанту роздавання, до 1,82 мм – для роздавання несиметричним інструментом. Для зниження стоншення стінки після роздачі трубної заготовки рекомендується використовувати асиметричний пуансон. Для отримання симетричного розтруба труби необхідно зробити два переходи роздавання з поворотом заготовки або пуансона на 180°.
Використання статистичного аналізу для контролю стабільності роботи кавової машини
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Опришкін, Олександр Сергійович
Стабільність роботи кавової машини зазвичай пов'язують зі стабільністю потоку кави при приготуванні напою. Кава готується, коли гаряча вода під тиском проходить крізь шайбу з кавовим порошком. Швидкість потоку напою може змінюватися для різних екстракцій, що змушує бариста змінювати налаштування кавомолки. Ступінь помелу є одним з найважливіших факторів, що впливають на швидкість потоку напою. У роботі представлено результати експериментальних досліджень з визначення швидкості потоку кави та масової витрати при приготуванні напою. Для експерименту було обрано три партії кави від різних виробників (UAB "Kavos bankas", Литва; Jacobs Douwe egberts, Нідерланди; Сaffè Carraro SpA, Італія). Кожна партія була протестована із використанням 12 екстракцій. Кожна з екстракцій була отримана із щойно змеленої кави. Боби були подрібнені за допомогою професійної плоскої кавомолки з одними і тими ж самими налаштуваннями. Було запропоновано новий спосіб утворення кавової шайби, який дав більш стабільний, з точки зору швидкості потоку результат, ніж звичайний спосіб закладання меленої кави (з використанням шайби із однорідної сировини). Представлено результати, які підтверджують, що новий спосіб здатний знизити чутливість кавової машини до варіації властивостей кавового зерна (різні виробники, різні пакети із одної партії). Наведено результати проведеної перевірки гіпотези про відсутність порушень стабільності масової витрати кави за допомогою однофакторного дисперсійного аналізу (рівність середніх значень), лінійного регресійного аналізу (на відсутність впливу часу на величину показника на кожній виборці), коваріаційного аналізу (відсутність розходжень у функціональному впливі часу на величину стабільності швидкості потоку кави). Надано рекомендацій для бариста з використання запропонованого методу.
Вимірювання лінійної швидкості з використанням мобільної роботизованої платформи з комп'ютерним зором
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Воробйов, Богдан Віталійович; Сенченко, Сергій Олександрович; Кириленко, Ярослав Олександрович; Ліхно, Ярослав Владленович; Хань, Лю; Кутовий, Юрій Миколайович
Представлено підхід до інтеграції алгоритмів комп'ютерного зору в систему керування тяговими електроприводами залізничного транспорту. Він демонструє використання алгоритмів комп’ютерного зору для обчислення лінійної швидкості як альтернативи звичайним датчикам, таким як одометри коліс, GPS, DGPS та інерційні датчики, які можуть виявитися неефективними на слизькій поверхні та на низьких швидкостях. Як наслідок, ця стаття зосереджена на використанні лінійної швидкості як зворотного зв'язку в системі керування для підвищення енергоефективності під час старту та зупинки та запобігання пробуксовці коліс. Система керування електроприводом була успішно впроваджена та випробувана на робототехнічній платформі, розробленій для моделювання динамічної поведінки в реальних сценаріях залізничного транспорту. У статті детально описано процес розробки цієї робототехнічної платформи, яка використовується для імітації динамічних умов реального світу на залізничному транспорті. Запропонований алгоритм керування оцінкою швидкості оцінено на спеціально розробленому випробувальному стенді, що виявило його здатність прогнозувати швидкість з відносно високим ступенем точності. Крім того, представлений алгоритм оптичного потоку для оцінки швидкості, який оцінюється за допомогою спеціально розробленої випробувальної установки, що вказує на сильну кореляцію між прогнозованою швидкістю транспортного засобу та вимірюваннями точних оптичних кодерів. Дослідження також визначає оптимальний розмір вікна функції для оцінки швидкості оптичного потоку в реальному часі. Таким чином, цей підхід демонструє значний потенціал для точної оцінки швидкості. Поточні експерименти проводяться в різних реальних умовах, а майбутні дослідження спрямовані на розробку надійної автономної системи вимірювання швидкості. Інтеграція сучасних цифрових технологій комп'ютерного зору не тільки покращує тягові характеристики електроприводів, але й розширює можливості тягових електроприводів, щоб відповідати суворим вимогам промислового обладнання.
Вплив електрохімічно активованої води на функціонально–технологічні властивості та реологічні показники м'ясних паштетів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Маринін, Андрій Іванович; Шпак, Владислав Вячеславович; Пасічний, Василь Миколайович; Шубіна, Євгенія Андріївна; Святненко, Роман Сергійович
Підготовка води для харчових виробництв як компоненти для підвищення біологічної повноцінності продуктів харчування шляхом оптимізації вмісту у воді макро- та мікроелементів з біогенними властивостями є актуальним питанням щодо вирішення проблем підготовки води та визначення параметрів цього процесу для забезпечення структуроутворення харчових систем. Визначено вплив активованої води у складі крохмальних суспензій на функціональнотехнологічні властивості та реологічні показники паштетів з їх використанням. Активована вода, і в більшій мірі аноліт, значно впливає на вологозв'язуючу здатність паштетів. Підтверджено, що зразки паштетів з крохмальною суспензією з 2 % крохмалю на активованій воді демонструють підвищення цього показника: на аноліті та католіті вологозв'язуючу здатність паштету по відношенню до маси наважки зросла на 32,39 % та 2,41 % до пастеризації, порівняно з контролем та на 33,05 % та 1,71 % після пастеризації. У зразках на аноліті спостерігається досягнення максимального значення показника, а саме 100 % як до пастеризації, так і після. У випадку паштетів з 5% крохмалю тенденція є аналогічною. Показник вологозвязуючої здатності паштетів по відношенню до маси вологи в наважці у зразках з крохмальною суспензією з 2 % крохмалю на аноліті зріс на 3,71 % до пастеризації, порівняно з контролем, а на католіті практично не змінився. Значення даного показника в усіх зразках після пастеризації мали значення в діапазоні 90-100 %. Показано, що реологічні показники, а саме значення напруження зсуву усіх зразків паштетів незалежно від дозування крохмальної суспензії в діапазоні швидкості зсуву – 0-8 с-1 різко збільшуються, після чого криві змінюють свій характер. У зразках з суспензією з 2 % крохмалю показник зменшується лінійно, при цьому католіт меншою мірою впливає на зміну напруження зсуву. При внесенні суспензії з 2 % крохмалю при нульовій швидкості зсуву початкова в’язкість зсуву паштетів вища, ніж у зразку з 5 % та у контролі. Отже, активована вода у складі суспензій кукурудзяного крохмалю сприяє зміні функціональнотехнологічних властивостей та реологічних показників паштетів з їх вмістом, що у свою чергу відобразиться на консистенції м'ясних паштетів.
Вплив матеріалу підкладки на структурні властивості плівок телуриду кадмію
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Зайцев, Роман Валентинович; Кіріченко, Михайло Валерійович; Мінакова, Ксенія Олександрівна; Меріуц, Андрій Володимирович; Дроздов, Антон Миколайович
Із використанням модернізованих промислових вакуумних установок було виготовлено серію тестових зразків плівок телуриду кадмію методом термічного вакуумного випарювання на підкладках зі скла без підшару прозорого провідного оксиду, з підшаром провідного оксиду та на підкладках з молібденової фольги для дослідження впливу матеріалу підкладки на структурні параметри тестових зразків. Проведено дослідження структури проводилося методом рентгендифратометричного аналізу розраховані параметри решітки, розміри областей когерентного розсіювання і коефіцієнт текстури плівки. За результатами досліджень структурних параметрів зразків виготовлених на скляній підкладці встановлено наявність кубічної фази телуриду кадмію. Показано, що при збільшенні температури підкладки зростає текстурованість зразків та спостерігається наявність розтягуючих напружень оскільки період решітки кубічної фази суттєво вищий за табличний. Для зразка отриманого на скляній підкладці з шаром прозорого електропровідного окислу ITO при температурі підкладки 200 ОC встановлено наявність двох гексагональних фаз H1 і H2 і кубічної фази C. Зразки отримані на підкладці з молібденової фольги містять практично суцільно кубічну фазу CdTe тільки в дуже тонкому зразку №1 присутні сліди гексагональної фази. Для першого найтоншого зразка, спостерігається тільки один основний дифракційний пік кубічної фази, що можна пояснити тим, що на початкових стадіях росту плівки вона зростає як сильно текстурована кубічна фаза з можливою присутністю деякої кількості гексагональної фази. З аналізу отриманих результатів можна зазначити, що зразки, отримані на молібденовій підкладці мають параметр решітки найближчий до табличних даних - 6.482–6.483 Å. Структурні відмінності, що спостерігаються між дослідженими зразками пов'язані з тим, що вони мають різну переважну орієнтацію, що найвірогідніше обумовлено зміною швидкості напилення.
Вплив умов електролізу на склад ванадійвмісних покривів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Сахненко, Микола Дмитрович; Желавська, Юлія Анатоліївна; Зюбанова, Світлана Іванівна; Горохівська, Наталя Валентинівна
Розробка функціональних матеріалів з прогнозованими властивостями є одним із пріоритетних напрямків у сучасних дослідженнях. При електрохімічному отриманні водню для потреб енергетики актуальним є створення нових електродних матеріалів, використання яких дозволить знизити енерговитрати та собівартість одержуваного водню. Такі електродні матеріалів повинні мати каталітичну активність у реакції відновлення іонів водню на катоді. Каталітичні властивості можливо прогнозувати для покриттів сплавами металів підгрупи заліза з ванадієм, молібденом та вольфрамом. Дані метали з водних розчинів можуть співосаджуватись з такими металами-каталізаторами, як залізо, кобальт, нікель, через утворення кластерних інтерметалевих сполук зі зв'язком Ме-V, Mo, W, адсорбованих на поверхні катода. В роботі досліджено співосадження кобальту з ванадієм з комплексного цитратного електроліту у стаціонарному та імпульсному режимах. У результаті проведених досліджень встановлено, що якісне покриття сплавом кобальт-ванадій, світло-сірого кольору, блискуче, рівномірне, мікрокристалічне можна осадити з цитратного електроліту з вмістом 0,1 моль/дм³ ванадію (в перерахунку на метал) у вигляді цитратного комплексу. Процес проводили в інтервалі густин струму 1–15 А/дм² у стаціонарному режимі та 2–10 А/дм² в імпульсному режимі, при різному співвідношенні часу імпульсу до часу паузи, в температурному інтервалі 35–40°С та pH = 3–3,5. За результатом рентгенофлуоресцентного аналізу, максимальний вміст ванадію в покритті, отриманому в режимі програмованого електролізу, становить 1,20– 1,45 %, що у десятки разів більше ніж у покритті, осадженому у стаціонарному режимі (вміст ванадію 0,007-0,017 %) в аналогічних умовах, що може бути підтвердженням гіпотези щодо додаткового відновлення ванадію з оксо-аніонів адсорбованими атомами водню, що утворилися на поверхні катоду в період паузи. За результатами аналізу 2D графіков, встановлені оптимальні параметри проведення процесу для отримання покриття кобальт –ванадій з максимальним вмістом ванадію у сплаві та виходом за струмом покриття 80%.
Дослідження часу локалізації пожеж у багатоповерхових будівлях у містах України
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Поліванов, Олександр Геннадійович
Ефективність гасіння пожежі залежить від швидкості прибуття на місце пожежно-рятувальних підрозділів та часу, який буде затрачено на подачу "першого" ствола (вогнегасної речовини) на локалізацію. Швидка подача вогнегасної речовини дає шанс локалізувати, а потім ліквідувати пожежу у початковій фазі, адже результат суттєво залежить від дій в "перші хвилини пожежі". Проведено поділ міських населених пунктів на відповідні групи за чисельністю населення та площею території із використанням методів кластерного аналізу. З кожної групи міст було відібрано по одному населеному пункту і далі по ним опрацьовані дані щодо пожеж за період 2020 року. Проаналізовано статистичні дані, які були отримані від оперативно-координаційних центрів ДСНС України в містах Київ, Харків, Полтава, Бердянськ, що характеризують процес гасіння пожеж, а саме час прибуття пожежно-рятувальних підрозділів до місця пожежі, час локалізації пожежі та площу пожежі. Статистичні дані обирались тільки для багатоповерхових будівель. Встановлено взаємозв'язок наступних параметрів: площа горіння, поверх будівлі, час локалізації пожежі. Отримані статичні дані свідчать, що площа пожежі та час локалізації збільшується у середньому від 3,5 до 6 разів. Результат аналізу даних надає наочне розуміння необхідності удосконалення наявних засобів і способів (тактики) гасіння пожеж у багатоповерхових будівлях. Запропоновано в основу тактики гасіння пожеж у багатоповерхових будинках використовувати імпульсний вогнегасник Тайфун-10, який перероблено у пневматичну гармату для дискретної доставки вогнегасних речовин, поміщених у спеціальний контейнер. Дискретна доставка вогнегасних речовин у контейнері дозволяє скоротити час локалізації пожеж у багатоповерхових будівлях за рахунок оперативності розгортання установки та точної подачі в віконний отвір безпосередньо в осередок пожежі.
Закономірності одержання водно-спиртових екстрактів та цукрових витяжок з ягідної сировини
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Мельник, Степан Романович; Мельник, Юрій Романович; Бліщ, Роксолана Олександрівна; Оробчук, Оксана Михайлівна
Досліджено закономірності екстрагування сухих речовин водно-спиртовим розчином та подальшого одержання цукрових витяжок з ягід чорної смородини, аґрусу та сливи. Встановлено що найменше сухих речовин екстрагується з ягід смородини. При цьому в екстракті досягається вміст 1,6 % сухих речовин, тоді як водно-спиртові екстракти з аґрусу та сливи містять 4,3–5,5 % сухих речовин. Виявлено, що в процесі екстрагування в ягодах накопичується значна кількість спирту. Встановлено, що його вміст в усіх екстрактах порівняно з екстрагентом зменшується з 40,0 до 25,06–26,39 мас. %. Акцентовано увагу, що втрати спирту зменшуються в процесі подальшого одержання цукрової витяжки з ягід, вміст спирту в яких досягає 9,79 мас. % – у смородиновій, 14,51 мас. % – у сливовій, та 14,92 мас. % – в аґрусовій витяжці. Показано, що цукрові витяжки залежно від виду ягід містять різну кількість сухих речовин. Встановлено, що максимальний ступінь використання цукру (79,0 %) досягається під час одержання витяжки зі смородини, яка містить максимальну кількість сухих речовин (43,4 %). Ступінь використання цукру під час одержання витяжки зі сливи становить 71,6 %, що відповідає вмісту сухих речовин у витяжці 34,5 %. Мінімальний ступінь використання цукру (31,5 %) спостерігається під час одержання витяжки з аґрусу. Це забезпечує вміст сухих речовин у витяжці 31,8 %. Встановлено, що водно-спиртові та цукрові витяжки з ягід мають максимуми поглинання видимого світла в діапазоні, що відповідає поглинанню антоціанів. Найвища оптична густина характерна для водно-спиртового екстракту зі смородини, для якої характерний високий вміст поліфенольних сполук. Встановлено, що з дослідженої ягідної сировини кислоти вилучаються практично в однаковій кількості водно-спиртовим розчином і в процесі обробки цукром. Максимальна кислотність спостерігається для екстракту та витяжки з аґрусу, а найменше її значення характерне для екстракту та витяжки зі сливи. Ступінь вилучення вітаміну С із ягід є приблизно однаковим і становить 59 % для аґрусу та по 66 % для смородини і сливи. Вказано на перспективність використання ягід після екстрагування та одержання витяжок як сировини для одержання різноманітних кондитерських виробів.
Застосування алгоритмів теорії графів у моделюванні 2D сканера для обходу перешкод
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Татарінова, Оксана Андріївна
Розглядається проблематика розробки та застосування моделі лазерного датчика відстані RPLIDAR A1 для задачі обходу перешкод у рамках функціонування віртуального робота, при цьому акцент зроблено на використанні алгоритмів теорії графів. Проведено аналіз впливу алгоритмів Дейкстри та A* на ефективність процесу ухилення від перешкод за допомогою 2D сканера. Важливість цих алгоритмів у контексті теорії графів підкреслена через їх здатність до оптимізації навігаційних траєкторій ів умовах, які передбачають наявність множинних перешкод. Окрему увагу приділено значенню розглядуваних алгоритмів у сферах автономної навігації, зокрема в їх застосуванні у секторах, як-от безпілотні літальні апарати, аграрний сектор, геодезичні дослідження та сфера пошуково-рятувальних операцій. Надано опис розробленого програмного засобу з інтегрованою графічною складовою та користувацьким інтерфейсом, що забезпечує можливість контролю над процесом сканування та навігації. Наданий опис робочих принципів та моделей виміру, що застосовуються у 2D датчиках, сприяє глибокому розумінню функціональних можливостей та потенціалу використання RPLIDAR A1. Дослідження підтвердило, що включення алгоритмів Дейкстри та A* в систему обходу перешкод значно покращує ефективність та безпеку роботи мобільних роботів. Тестування розробленої моделі виявило значну перевагу інтеграції вказаних алгоритмів у порівнянні з традиційними підходами, відкриваючи нові перспективи для розвитку передових автономних навігаційних систем. Важливість застосування алгоритмів теорії графів у розробці роботизованих систем висвітлена через їх вплив на підвищення якості виявлення та ухилення від перешкод, що сприяє поліпшенню ефективності автономних навігаційних систем у галузях робототехніки та автоматизованого транспорту.
Застосування методу інтегрування для отримання комплексного показника безпеки праці
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Черняк, Олена Миколаївна; Сороколат, Наталія Андріївна; Фатєєва, Ліна Юріївна; Багаєв, Ігор Олександрович; Тріщ, Юлія Віталіївна
Розглянуто сучасний стан кількісного оцінювання якості об’єктів кваліметрії різної природи, які мають різні показники якості та різні шкали вимірювання. Проаналізовано існуючі дослідження та публікації з кількісним оцінюванням, пов’язаним з безпекою праці на виробництві. Шкідливі та небезпечні чинники, що впливають на стан здоров’я і працездатність людини, мають свої власні показники та шкали різних оцінок. Нині не існує єдиного підходу до оцінювання цих показників, а велика кількість кваліметричних методів вимагає проведення глибоких наукових досліджень щодо їх оптимальності та ефективності. У результаті аналізу доведено актуальність теми та визначено необхідність розробки методики отримання комплексної оцінки безпеки праці, що буде придатна для оцінювання умов праці на будь-якому виробництві. Для отримання комплексного показника безпеки праці запропоновано визначати оцінку по кожному шкідливому виробничому чиннику, а потім, визначити єдину оцінку, враховуючи всі характеристики. Для визначення комплексного показника шкідливого виробничого чинника пропонується застосувати метод інтегрування. Метод трапецій один із методів чисельного інтегрування. Він дозволяє обчислювати певні інтеграли із заздалегідь заданою мірою точності. Запропоновано покроковий алгоритм визначення комплексного проказника безпеки праці, застосовуючи інтегрування методом трапецій. Запропонована апробація методики визначення комплексного показника безпеки праці на виробництві. Визначено шкідливі чинники на виробництві, отримано дійсні показники та визначені їх оцінки на безрозмірній шкалі. Графічно побудовано часовий ряд змін показників шкідливих чинників з плином часу. Визначено комплексний показник безпеки праці на виробництві який дає можливість приймати управлінські рішення стосовно подальших дій щодо поліпшення умов праці та покращення системи управління безпекою праці на виробництві. Запропоновану методику можна вважати універсальною, оскільки її можна застосовувати для будь яких приміщень та підприємстві.
Застосування системи НАССР при виробництві м'ясних продуктів з мікроводоростю Chlorella
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Кожемяка, Ольга Володимирівна; Пешук, Людмила Василівна; Петренко, Світлана Олександрівна
У XXI столітті актуальними питаннями для людства виявились нестача білка та важливих нутрієнтів в раціоні харчування, що спонукає науковців світу шукати альтернативи та проводити розробку нових харчових продуктів. При цьому на рівні держави активно проводиться політика, яка убезпечує споживача від неякісної та небезпечної їжі. Одним з таких інструментів є впровадження на підприємствах харчової галузі системи управління безпечністю харчових продуктів НАССР, яка є превентивним методом запобігання негативного впливу небезпечних факторів на організм людини, і розповсюдження захворювань, пов'язаних з харчовими продуктами. В цьому аспекті акцентовано увагу на небезпечних факторах, які можуть впливати на м'ясні паштети з використанням мікроводорості Chlorella в процесі приготування. Chlorella включає макро- та мікронутрієнти, які необхідні для повноцінного функціонування організму. Мікроводорость Chlorella використовували у вигляді порошку (харчова добавка) і wellness-напій Chlorella українських виробників. Проаналізовано всі етапи технологічного процесу, на кожному етапі розглянуто потенційні небезпечні фактори, причини виникнення або джерело забруднення. В процесі ідентифікації ризиків використали діаграму аналізу ризику та діаграму дерева прийняття рішень. Побудовано блоксхему технологічного процесу приготування м'ясних паштетів з Chlorella. Визначені параметри контрольних критичних точок (температура зберігання сировини, готової продукції, температурні режими приготування), для контрольних критичних точок встановлені критичні межі, перевищення яких призведе до виникнення біологічних небезпечних факторів. Для тих етапів процесу, де неможливо або недоцільно заміряти параметри, визначено операційні програми передумови для керування небезпечними чинниками. Встановлено зв'язок між превентивними методами, які впливають на безпечність та отриманням харчового продукту із заданими якісними характеристиками, що є в основі державної політики України в галузі здорового харчування, де збереження та зміцнення здоров'я населення є пріоритетом.
Зберігання та контроль якості лікеро-горілчаної продукції
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Кудрявцева, Юлія Дмитрівна; Демидова, Анастасія Олександрівна; Півень, Олена Миколаївна
Для сучасної харчової промисловості ключовими питаннями є питання контролю якості та безпеки продукції, а також підтримання високої якості продукції в процесі її збереження. Десертні лікери є багатокомпонентними рідинами, що складаються із натуральних інгредієнтів різних типів – вуглеводів, білків, фенольних сполук, містять мінеральні речовини, дубильні та пектинові речовини, органічні кислоти, таніни, полісахариди тощо. Ці натуральні компоненти схильні до окиснення, осадження, можуть призвести до помутніння лікерів. Проаналізовано проблеми, пов'язані із зберіганням десертних лікерів в Україні з метою вивчення найбільш впливових факторів на якісні показники лікерогорілчаної продукції. Склад десертних лікерів грає критичну роль у формуванні готового напою. Відзначено, як різні компоненти впливають на сенсорні характеристики та якість продукту, дозволяючи сформувати неперевершений смаковий профіль лікеру. Не менш важливим є дотримання усіх технологічних умов при виробництві лікерів: виробництво напівфабрикатів, підготовка води, дотримання температурних режимів, стерильна тара. Проаналізовано фактори, які впливають на стійкість лікерів. Так, збільшення вмісту екстрактивних речовин та міцності напоїв позитивно впливає на стійкість лікерів, у томі числі проти помутніння. Процес витримки лікерів є ще одним критерієм отримання бажаних характеристик. Зазначено, що тривалість та умови витримки мають ключове значення у формуванні унікального смаку та аромату напою. Досліджено утворення каламути та осаду під час зберігання лікерів. Оптимальний температурний режим для зберігання лікерів – вище 12 ºС, але не повинен перевищувати (22–25 ºС), при більш низьких температурах відбувається поступове погіршення смаку та аромату. Розглянуто, що тривале зберігання лікерів пов'язане з втратою ними біоактивних речовин, перш за все антиоксидантів. Проаналізовано зміни, які відбуваються у готовому напої при довготривалому зберіганні, включаючи утворення біогенних амінів та їх вплив на якість продукту. Визначенні основні фактори, які впливають на якість та тривалість зберігання напоїв для формулювання подальших шляхів вирішення цієї проблеми.
Зброджування квасного сусла промисловими штамами мікроорганізмів
(2023) Оробчук, Оксана Михайлівна; Федотова, Ольга Богданівна; Богославець, Зоряна Петрівна; Мельник, Степан Романович; Дзіняк, Богдан Остапович
Досліджено закономірності зброджування квасного сусла з використанням дріжджів пивоварної промисловості та готових заквасок молочнокислих бактерій. Сировиною для одержання квасу є концентрат квасного сусла, цукровий сироп, а для купажування готового квасу використовували екстракт шипшини. Вміст сухих речовин в початковому суслі – 3,2 % мас., рН = 5,8. Для зброджування сусла використано сухі дріжджі Safale HA–18 з оптимальною температурою бродіння 25–35°C та комплекси молочнокислих бактерій у вигляді заквасок "Кефір", "Йогурт", "Симбіотик", "Біфівіт" різного мікробіологічного складу. Досліджено зміну концентрації вмісту сухих речовин та кислотності в досліджуваних умовах зброджування квасного сусла. Показано, що за температури 30°С та відсоткового вмісту дріжджів і МКБ в заквасці 50 % мас. і 50 % мас. відповідно, нормованих значень вмісту сухих речовин в суслі одержано тільки при використанні закваски "Біфівіт". Це пояснюється недостатньою температурою, необхідною для повноцінного розмноження дріжджів при домінуючій частці молочнокислих бактерій. З підвищенням температури бродіння квасу до 35°С та одночасним збільшенням частки дріжджів у суспензії спостерігали підвищення бродильної активності у всіх досліджуваних зразках. Встановлено оптимальні кількості дріжджів і молочнокислих бактерій: 4,0 % суспензія дріжджів та молочнокислих бактерій з вмістом дріжджів 80 % мас. та молочнокислих бактерій – 20 % мас. В умовах досліду норми вмісту СР ( до 2,4%) і збільшення титрованої кислотності (до 1,2 см3 0,1 н NaOH/100 см3) досягнуто зразками № 1 і № 4 впродовж 14–16 год бродіння. Для надання напою додаткових функціонально-профілактичних властивостей запропоновано купажування готового квасу екстрактом шипшини. Купажування квасу цукровим сиропом і екстрактом шипшини здійснювали до вмісту сухих речовин 4,2 % мас. і титрованої кислотності 3 см3 0,1 н NаOH/100 см3. Показано порівняльну дегустаційну оцінку квасу з екстрактом шипшини. Купажування відмінно впливає на органолептичні показники та надає напою додаткових функціонально-профілактичних властивостей. Вказано на перспективність використання промислових штамів мікроорганізмів для зброджування квасного сусла для невеликих крафтових пивоварень.