Електромагнітна інформаційна технологія підвищення репродуктивної здатності осетрових при їх промисловому відтворенні

Abstract

Розв’язано комплекс задач, які вирішили науково-прикладну проблему створення нової комплексної технології підвищення продуктивності штучного відтворення гідробіонтів на основі розроблення методів, моделей та технічних рішень пов’язаних з використанням впливу низькоінтенсивного світлодіодного опромінення на рибоводно-біологічні та господарсько-корисні якості посадкового матеріалу. На підставі детального аналізу стану джерел з досліджуваної проблеми розглянуто особливості розвитку осетрових, вплив природних і штучних факторів на процес вирощування, проаналізовано методи підвищення продуктивності існуючих риборозплідних комплексів. Здійснено математичне моделювання взаємодії надвисокочастотного електромагнітного випромінювання з ікрою риби, розроблено математичну модель розсіяння плоскої хвилі на сферичній ікринці та наведено чисельний аналіз розподілу електромагнітних полів всередині ікринки. Розроблено принципи побудови системи вимірювання хемілюмінесценції ікри, проведено аналіз пристроїв, обґрунтування функціональної схеми для вимірювання та вибору фотоприймача. Досліджена концептуальна термодинамічна модель перенесення теплової енергії через зону реологічних переходів у біооб'єктів, та розроблені фізичні і математичні моделі перетворення теплової енергії в сукупність станів біооб'єкта, також обґрунтовано вибір базового апарата для інкубації ікри осетрових та створено елементну базу і базові режими опромінення для риборозплідних технологій. Розроблена структурно-функціональна організація низькоінтенсивної світлодіодної технології, її апаратно-модульне та алгоритмічно-програмне забезпечення, розроблена методика визначення якості ікри за допомогою теорії нечітких множин. Представлені результати виробничих та лабораторних досліджень.

Диссертация посвящена решению научно-прикладной проблеме создания новой комплексной технологии повышения производительности искусственного воспроизводства гидробионтов на основе разработки методов, моделей и технических решений связанных с использованием влияния низкоинтенсивного светодиодного облучения на рыбоводно-биологические и хозяйственно-полезные качества посадочного материала. На основании детального анализа состояния источников по исследуемой проблеме рассмотрены особенности развития осетровых, влияние природных и искусственных факторов на процесс выращивания, проанализированы методы повышения производительности существующих рыборазводных комплексов. Проведено математическое моделирование взаимодействия СВЧ электромагнитного излучения с икрой рыбы, разработана математическая модель рассеяния плоской волны на сферической икринке и приведен численный анализ распределения электромагнитных полей внутри икринки. Разработаны принципы построения системы измерения хемилюминесценции икры, проведен анализ устройств, обоснование функциональной схемы для измерения и выбора фотоприемника. Исследована концептуальная термодинамическая модель переноса тепловой энергии через зону реологических переходов в биообъектов, и разработаны физические и математические модели преобразования тепловой энергии в совокупность состояний биообъекта, также обоснован выбор базового аппарата для инкубации икры осетровых и создана элементная база и базовые режимы облучения для рыборазводных технологий. Разработана структурно-функциональная организация низкоинтенсивной светодиодной технологии, ее аппаратно-модульное и алгоритмически-программное обеспечение, разработана методика определения качества икры с помощью теории нечетких множеств. Представлены результаты производственных и лабораторных исследований.

The Dissertation dedicated to solution of the scientific and applied problem the creation of a new complex technology for increasing the productivity of artificial reproduction of hydrobionts on the basis of methods, models and technical solutions development related to the use of low-intensity LED radiation exposure to fish-biological and economically-useful quality of planting material. Based on the detailed analysis of the sources of the problem, the peculiarities of sturgeon development, the influence of natural and artificial factors on the process of cultivation, and the methods of increasing the existing fish-breeding complexes productivity are analyzed. A mathematical modeling of the ultrahigh-frequency electromagnetic radiation interaction with fish caviar was made, a mathematical model of scattering of a plane wave on a spherical cell and a numerical analysis of the distribution of electromagnetic fields within the egg have been developed. The principles of the measurement system construction of eggs chemiluminescence have been developed, the device analysis has been carried out, and the functional scheme for measuring and selecting the photodetector has been substantiated. The conceptual thermodynamic model of thermal energy transfer through the zone of rheological transitions in bioobjects was investigated, and physical and mathematical models of transformation of thermal energy into a set of states of a bioobject were developed, also the choice of the basic apparatus for sturgeon caviar incubation was established, and an element base and basic radiation regimes were created for fish breeding technology. The structural-functional organization of low-intensity LED technology, its hardware-modular and algorithmic software was developed, the method of determining the quality of eggs by fuzzy set theory was developed. The results of industrial and laboratory studies are presented.