Червінський Леонід Степанович. Оптичні електротехнології в тваринництві: Дис... д-ра техн. наук: 05.09.16 / Національний аграрний ун-т. - К., 2002. - 341арк. - Бібліогр.: арк. 234-261.
Анотація до роботи:
Червінський Л.С. Оптичні електротехнології в тваринництві. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.16 – застосування електротехнологій у сільськогосподарському виробництві. – Національний аграрний університет, Київ, 2002.
Дисертація присвячена проблемі підвищення ефективності застосування оптичного випромінювання у тваринництві і птахівництві на основі дослідження шляхів і закономірностей дії енергії оптичного випромінювання на тваринний організм та розробки методів регулювання її впливу. Розроблено науково-технічні передумови енергозберігаючого використання оптичного випромінювання у тваринництві і птахівництві, теоретично обгрунтовані і експериментально визначені режими опромінення за критерієм біологічної дії променистої енергії різних ділянок спектра з урахуванням оптичних характеристик шкіряно-шерстинного покриву, що забезпечує підвищення ефективності дії випромінювання на тварин, зростання їхньої продуктивності, а також сприяє енергозбереженню на всіх етапах енергоперетворень у технологічних процесах опромінення. Досліджені і систематизовані оптичні характеристики шкіряно-шерстинного покриву сільськогосподарських тварин і птиці в залежності від виду, віку і порід. Розроблено математичні моделі розподілу енергії оптичного випромінювання в поглинаючих структурах тваринного організму.
Основні результати дисертації знайшли практичне використання при дозуванні УФ- опромінення тварин і птиці та розробці опромінювальних установок для сільського господарства.
У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми: визначення шляхів та встановлення закономірностей дії енергії оптичного випромінювання на тваринний організм для розробки методології її дозування, об’єднання і удосконалення на системних позиціях всіх етапів енергоперетворень у технологічних процесах опромінення, що забезпечує підвищення ефективності застосування оптичного випромінювання в тваринництві і птахівництві. Проблема реалізована у методі дозування променистої енергії за спектрами біологічної дії на тваринний організм з урахуванням пропускної та поглинаючої здатності структур сприймаючого покриву, шляхом аналізу системних експериментальних досліджень оптичних характеристик шкіряно-шерстинного покриву с.г. тварин різного віку, масті і порід та теоретичного дослідження механізму перетворення поглиненої енергії в організмі тварини. Отримані теоретичні і експериментальні результати дозволяють зробити наступні загальні висновки:
1. На основі експериментально обґрунтованого факту проходження енергії оптичного випромінювання до підшкіряних структур тварини всередині циліндрів окремих шерстин або волосин і результатів комплексних досліджень проникання енергії оптичного випромінювання в шкіряно-шерстинний покрив тварини встановлено, що шерсть і шкіра є основними шляхами проникання променистої енергії в організм. Із віком тварини змінюється роль шерстинного покриву відносно оптичного випромінювання:
у молодих тварин, при тонкій шкірі, шерстинний покрив має слабкі світлопровідні характеристики і захищає поверхню від надлишкової дії оптичного випромінювання; у дорослих тварин, при товстій шкірі, шерстини мають кращі світлопропускні властивості ніж шкіра і сприяють проникненню оптичної енергії під шкіру. Установлено, що крізь епідерміс шкіри тварин темної масті проникає у 1,3...2 рази менше випромінювання ніж у тварин світлої масті. Дані результати поглиблюють знання щодо механізму взаємодії оптичного випромінювання із тваринним організмом та ролі зовнішнього покриву у цій взаємодії.
2. Системний аналіз методик та результатів експериментальних досліджень покриву сільськогосподарських тварин і птиці дозволив розробити узагальнюючу методику для експериментальних досліджень оптичних характеристик (пропускання, відбивання, поглинання та люмінесценції) мікро- (окремих шерстин) і макро- (шкіри та шкіряно-шерстинного покриву) сприймаючих структур тварин та створити універсальний комплекс устаткування для визначення названих характеристик у об’єктів, розмірами від 1 мкм до 10 см, при інтенсивності опромінення від 0,5 мВт/см2 до 50 Вт/см2 .
3. Запропонована математична модель світлопровідності окремих шерстин, як біологічних світлопроводів оптичної енергії, на основі якої визначено аналітичні залежності спектральних коефіцієнтів світлопровідності окремих шерстин від довжини і діаметра шерстини та спектрального складу випромінювання. Установлено, що під шкіру тварин світлої масті по окремих шерстинах проходить від 0,2% падаючого випромінювання з довжиною хвилі 365 нм до 2% випромінювання з довжиною хвилі 546 нм.
4. Проведена кількісна оцінка енергії оптичного випромінювання, що поступає до підшкіряних структур крізь шкіру та по окремим шерстинам. Установлено, що у свиней світлих порід 1,5...3 річного віку під шкіру через щетинний покрив поступає в 1,4...2 рази більше енергії оптичного випромінювання ніж крізь поверхню шкіри відповідної площі. Для поросят 4...8 місячного віку навпаки, крізь шкіру проходить в 1,35...1,9 рази більше ніж через шерстинний покрив. Наведені результати свідчать, що із віком тварини зменшується світлопропускна здатність шкіри (при збільшенні товщини) і зростає світлопровідність шерстинного покриву (при збільшенні діаметру і довжини шерстин).
5. На основі теоретичного дослідження фотофізичних і фотохімічних процесів в організмі тварин і птиці вперше розроблено метод дозування дії променистої енергії за спектрами фотобіологічної дії та побудована математична модель ефективності перетворення оптичного випромінювання в продукт фотобіологічної реакції. Метод випробувано на розрахунку доз УФ опромінення тварина за спектром D–вітаміностворюючої дії з урахуванням інтегрального коефіцієнту ефективності поглинання УФ випромінювання. Установлено, що для одержання рівноцінного ефекту від опромінення тваринам темної масті необхідна доза в 1,2...1,5 рази більша ніж тваринам світлої масті.
6. Виробнича перевірка метода розрахунку енергетичної дози УФ опромінення тварин і птиці за спектром D-вітаміностворюючої дії та добовою потребою тварин у вітаміні D із врахуванням ефективності поглинання променистої енергії шкіряно-шерстинним покривом показала підвищення ефективності застосування УФО тварин і птиці на 4..11 % порівняно із режимами опромінення за “Рекомендаціями по застосуванню ультрафіолетового випромінювання в тваринництві і птахівництві” (1979 р.).
7. Запропоновано метод селективного відбору племінних тварин за флуоресцентними характеристиками їх шерстинного покриву. Апробація методу підтвердила його високу достовірність і зниження трудовитрат на 30%.
8. На основі теорії фотореактивації та результатів, наведених у висновках 3, 4, 5, запропоновано метод керування процесом енергетичної дії оптичного випромінювання на тваринні організми і обгрунтована методологія теоретично-експериментальних досліджень по визначенню кількісних і якісних характеристик керованих параметрів. Впровадження методології в наукові дослідження дозволить суттєво скоротити час і напрямки досліджень з визначення кількісних і якісних характеристик спектрів біологічної дії оптичного випромінювання.
9. Запропоновано метод багатофакторної оптимізації технологічного процесу одержання продукції тваринництва, який забезпечує зниження енерго- та ресурсовитрат у виробництво.
10.Результати теоретичних і експериментальних досліджень використовуються з 1999року в НДІ лазерної біології та медицини Харківського національного університету при розробці лазерних приладів для сільськогосподарського виробництва та з 2000 року – у ТОВ “Елетон” (м.Київ) при розробці установок УФ опромінення сільськогосподарських тварин і птиці.
Публікації автора:
Червінський Л.С., Шевель С.С. Експлуатація освітлювальних та опромінювальних установок у сільському господарстві - Київ: -Урожай. 1990.- 104 С, (підготовлено перших 8 із 13 розділів).
Посудин Ю.И., Червинский Л.С. Применение оптических стимулов в биологических исследованиях // Методы и средства повышения надежности силового электрооборудования в условиях с. х. производства / Сб. тр. УСХА. - 1984. -С. 62-70, (обгрунтовано застосування оптичної енергії в біологічних дослідженнях).
Шевель С.С, Червинский Л.С. Действие ОИ на кожно-шерстный покров сельскохозяйственных животных // Механизмы и оценка эффективности действия оптического излучения на биологические системы / Сб. тр. АН СССР. - 1985. -С. 77-85, (виконані і проаналізовані експериментальні дослідження).
Посудин Ю.И., Червинский Л.С., Чирко В.И. Использование биохемилюминесцентных и флуоресцентных методов в сельском хозяйстве //Биохемилюминесценция в сельском хозяйстве / Сб. тр. МВА. - 1986.- С.39-40, (розроблено методику флуоресцентних методів досліджень).
Червинский Л.С. Фотореактивация, первичный механизм взаимодействия оптического излучения с организмом животного / Журнал прикладной спектроскопии. – 1989.-том 50, №2. - С. 103-107.
Лавріненко Ю., Червінський Л., Зубчевський С. При сушінні електродвигунів /АПК. – наука, техніка, практика. –1990.- №6. – С.19, 22, (участь у дослідженнях, підготовлені матеріали до друкування).
Червинский Л.С. Исследование индикатриссы отражения кожно-щетинного покрова свиней.// Повышение эффективности использования и надежности сельскохозяйственной техники / Сб. науч. тр. УСХА. - 1993, -С 36-39.
Посудін Ю.І., Червінський Л.С., Ясинецька Н.І., Жарких Т.Л. Дослідження флуоресцентних характеристик волосяного покриву коня Пржевальського // Зб. наук. праць НАУ. - 1998, вип.4. - С.2-8, (виконані експериментальні дослідження флуоресцентних характеристик).
Червінський Л.С. Світлопровідність щетини свиней при лазерному опроміненні // Питання електрифікації сільського господарства / Зб. наук. праць ”Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства”. – 2000. - Вип. 3. - С.187...193.
Червінський Л.С. Обґрунтування принципів керування енергетичною дією оптичного випромінювання на тваринний організм //Механізація сільськогосподарського виробництва / Зб. наук. пр. НАУ. - 2001.-Том Х. - С.199-206.
Червінський Л.С. Математична інтерпретація каналізації оптичного випромінювання шерстинним покривом в організм тварини // Науковий вісник Національного аграрного університету. - 2001.- Том 41. – С.235-241.
Червінський Л.С. Обгрунтування та визначення критерію ефективності біологічної дії оптичного випромінювання на тваринний організм // Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України / Зб. наук. праць ”Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства”. – 2001.- Вип. 6. - С.343...349.
Берека О.М., Квіцинський А.О., Жулай Є.Л., Червінський Л.С. Комбінований метод розрахунку освітленості у виробничих приміщеннях /Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України / Зб. наук. праць ”Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства”. –2001. - Вип. 6. -С.349...356, (постановка задачі, участь у розробці моделі).
Червінський Л.С. Оптичні характеристики шкіряно-шерстинного покриву тварин // Сільськогосподарські машини / Зб. наук. ст. Луцького держ. техн. унів.- 2001. – Вип. 9. - С 120...124.
Червінський Л.С. Методика дозування оптичного випромінювання при опроміненні тварин// Фотобіологія та фотомедицина / Міжнар. наук.-практ. журнал.- Харків, 2001.-Т.IV, №1,2 . - С. 120-121.
Червінський Л.С.Математична модель проникання енергії оптичного випромінювання в тваринний організм крізь шкіряно-шерстинний покрив// Фотобіологія та фотомедицина / Міжнар. наук.-практ. журнал.- Харків, 2001.-Т.IV, №1,2 -С. 121-122.
Червінський Л.С. Універсальний спектрофотометр оптичної опроміненості // Науковий вісник Національного аграрного університету. -2002.- Том 47. – С.182-186.
Червінський Л.С. Вивчення шляхів проникнення і перетворення оптичного випромінювання в організм тварин // Аграрна наука і освіта. –Київ. 2001, № 3-4. –С.101-106.
Червінський Л.С. До питання кількісної оцінки енергії оптичного випромінювання при опроміненні тварин.// Механизация производственных процессов рыбного хозяйства, промышленных и аграрних предприятий /Сб. науч. тр. Керч. мор. технол. ин-та. – 2001, вып. 2. – С. 51-55.
Червінський Л.С. Розробка методу багатокритеріальної оптимізації технологічного процесу одержання продукції тваринництва / Праці Таврійської державної агротехнічної академії. – 2001. – Вип. 2, т. 19. – С.45-51.
Берека О.М., Жулай Є.Л., Червінський Л.С. Визначення світлового потоку ламп розжарення при зміні напруги живлення / Енергетика і електрифікація. - 2002. -№2.- С.45-49, (постановка досліджень і аналіз результатів).
Червінський Л.С. Теоретичне дослідження механізму і шляхів дії енергії оптичного випромінювання на організм тварини /Механизация производственных процессов рыбного хозяйства, промышленных и аграрних предприятий /Сб. науч. тр. Керч. мор. технол. ин-та. – 2002, вып. 3. – С. 224-230.
Червінський Л.С. Новий підхід до дозування енергії ультрафіолетового випромінювання при опроміненні тварин /Механизация производственных процессов рыбного хозяйства, промышленных и аграрних предприятий /Сб. науч. тр. Керч. мор. технол. ин-та. – 2002, вып. 3. – С. 166-171.
L.Chervinsky, A.Kvitsinsky Аnimal’s hair-springs as an optical energy conductor for organism //Механізація сільськогосподарського виробництва / Зб. наук. пр. НАУ. - 2002.-Том Х11. - С.202-208,(постановка досліджень і аналіз результатів).
Установка для ультрафиолетового облучения: А.С. 16833596 СССР, МКИ А 01 К 1/02 /Червинский Л.С.,. Лавриненко Ю.Н, Моисеев М.М., Андреев М.П. - № 4758822; Заявлено 16.11.89; Опубл. 15.10.91. Бюл. №38. – 2с, (участь в розробці, експериментальні дослідження і узагальнення результатів).
Червинский Л.С., Лавриненко Ю.Н. Автоматизировання передвижная установка УФО животных.//- Киев:-Укринформагропром, 18.12.1989, №19-5-20/722. - 2 С, (апробація і підготовка публікації).
Червинский Л.С., Шевель С.С., Лавриненко Ю.Н. Методические рекомендации по экономии электрической энергии в сельскохозяйственных осветительных и облучательных установках.// Киев.-Украгропром.- 1990.- 14 С,( узагальнення і підготовка публікації).
L.Chervinsky. Human’s and animal’s hair-springs as an optical energy conductor for organism // Матер. міжнар. конф. “BIOS- Europe’95”, September 12-16,1995, Barselona, Spain,[3245E-68].
Posudin Yu. I., Chervinsky L.S. Laser method in genetics // Матер. міжнар. конф. “PITTCON’95”, Bellingham, March 1-5,1995, USA,[313P],(участь в розробці методів і підготовка матеріалів до публікаціі).
Posudin Yu.I., Chervinsky L.S. Spectroscopic Approach in Genetics //Матер. міжнар. конф. “PITTCON’97”,March 16-21,1997, Atlanta, Georgia, USA,[271P], (участь в дослідженнях і підготовка матеріалів до публікаціі).
Kozhemiako Yа.V., Posudin Yu.I., Martynenko I.I., Chervinsky L.S. Spectroscopic Quality Evaluation of Agricultural Products// Матер. міжнар. конф. “PITTCON’98”, March 1-5, 1998, New Orleans, Louisiana, USA,[1651P],(підготовка матеріалів до публікації).
Chervinsky L.S, Posudin Y.I., Martynenko I.I., Polishuk V.P., Kostenko V.I., Kozhemiako Y.V., Shevchenko A.I., Bulavin S.P. Spectroscopic quality evaluation of agricultural products // Матер. міжнар. конф. ”Photonics West-98”,January 24-30, 1998, San Jose, California, USA,[3245-68], (участь в узагальнені і підготовці матеріалів до публікації).
Chervinsky L.S. The action lights on the derma animals // Матер.міжнар. конф.” 1st Congress of the World Association for Laser Therapy «WALT»”, May 5-9, 1996, Jerusalem, Israel,[2922-02].
Chervinsky L.S. Investigation of the light-conductivity of the dermal cover // Матер. міжнар. конф. “The European Biomedical Optics Week, BIOS Europe’97”, September 4-8,1997, San Remo, Italy,[3194-58].
Chervinsky L.S. About the mechanism of photoreactivation of the biological objects // Матер. міжнар. конф.” The European Biomedical Optics Week, BIOS Europe’97”, September 4-8,1997, San Remo, Italy,[3198-30].
Chervinsky L.S. Investigation of the Light-Conductivity of the Separate Hair and Skins Translucence // Матер. міжнар. конф. “PITTCON’98”, March 1-5, 1998, New Orleans, Louisiana,USA,[1652P].
Червинский Л.С., Шевель С.С. Пути повышения эффективности УФ-облучения животных // Примен. оптического излучения в с.-х. произв. при выполн. Прод. прогр./ Матер. Всес. науч.- произв. совещ. -Львов,1984.-С.14,(участь в експериментах і підготовка матеріалів до публікаціі).
Червінський Л.С. Освітлювальні і опромінювальні установки// Несправності силового електрообладнання/ Навчальний посібник для с.-г. вузів, за ред. Марченко О.С. - Київ: -Урожай ,1994.-С 167-183.
