Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Journal home page:
https://inscience.uz/index.php/socinov/index
Mathematical model of determination of optimal modes of
oil extraction process with electrical impulse processing
of seed pulp
Abduvali TURDIBOYEV
Sharafidin AYNAKULOV
Gulstan ARTIKBAYEVA
Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization Engineers NRU
Khorezm Mamun Academy
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Article history:
Received December 2023
Received in revised form
15 December 2023
Accepted 20 January 2024
Available online
15 February 2024
The article is devoted to the study of methods for
accelerating the process of oil extraction from industrial seeds
using the method of completely squeezing the oil by pressing.
As part of the study, parameters such as the moisture level of
the product, capacitance of the capacitor and the number of
pulses in the device for electric pulse processing were
considered. The degree of damage to seed cells and tissues
caused by exposure to discharge voltage was also studied. The
article presents the functional relationships between these
parameters of electric pulse processing, the increase in the
volume of extracted oil and its overall yield.
2181-
1415/©
2024 in Science LLC.
https://doi.org/10.47689/2181-1415-vol5-iss1/S-pp87-92
This is an open access article under the Attribution 4.0 International
(CC BY 4.0) license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)
Keywords:
technical seed,
electrical impulse
processing, product
moisture level,
seed breakdown,
temperature,
humidity, number of pulses,
discharge voltage.
Chigit yanchilmasiga elektr impulsli ishlov berish bilan
moy olish jarayoni optimal rejimlarini aniqlashning
matematik modeli
ANNOTATSIYA
Kalit so‘zlar
:
texnik chigit,
Ushbu maqolada texnik chigitdan moy olish jarayonini
jadallashtirish, presslash usuli yordamida moyni to‘liq siqib
1
Department of Electro technologies and Electrical Equipment Operation, Tashkent Institute of Irrigation and
Agricultural Mechanization Engineers”
NRU. E-mail: turdiboev1983@mail.ru
2
Department of Information Technologies, Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization
Engineers”
NRU. E-mail: aynakulovsh1965@mail.ru
3
Department of Information Technologies, Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization
Engineers, NRU. E-mail: sholpan679132@mail.ru
4
Khorezm Mamun Academy. E-mail: gulstan2202@gmail.com
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
01 (2024) / ISSN 2181-1415
88
elektr impulsli ishlov berish,
mahsulotning namlik
darajasi,
chigit yanchilmasi,
harorat,
namlik,
impulslar soni,
razryad kuchlanishi.
olish haqida ma’lumotlar berilgan. Bunda mahsulotning namlik
darajasi, elektr impulsli ishlov berish qurilmasining
kondensatori sig‘imi va impulslari soni, razryad kuchlanishi
ta’sirida chigit hujayralari va to‘qimalarining shikastlanish
darajasi tadqiq qilingan. Moy miqdorini oshirish uchun chigit
yanchilmasiga elektr impulsli ishlov beradigan qurilma
parametrlari va moy chiqish miqdori orasidagi funksional
bog‘liqliklar keltirilgan.
Математическая модель определения оптимальных
режимов
процесса
маслоэкстракции
при
электроимпульсной обработке семенной пульпы
АННОТАЦИЯ
Ключевые слова:
технические семена,
электроимпульсная
обработка,
уровень влажности
продукта,
разложение семян,
температура,
влажность,
количество импульсов,
напряжение разряда.
Статья посвящена изучению методов ускорения
процесса экстракции масла из технических семян с
использованием метода полного отжима масла путем
прессования. В рамках исследования были рассмотрены
такие параметры, как уровень влажности продукта,
емкость конденсатора и количество импульсов в
устройстве для электроимпульсной обработки. Также была
изучена степень повреждения семенных клеток и тканей,
вызванная воздействием разрядного напряжения. В статье
представлены функциональные зависимости между этими
параметрами электроимпульсной обработки, увеличением
объема извлекаемого масла и
его общим выходом.
KIRISH
Paxta moyi iste’mol qilinishi jihatidan dunyoda sakkizinchi o‘rinni egallaydi. Paxta
moyi tarkibida turli foydali moddalar, fosfolipidlar, efir moylari va foydali omega-
3 yog‘
kislotalari hamda vitamin E ham mavjudligi tufayli boshqa o‘simlik moylariga qaraganda
inson salomatligi uchun foydaliroq hisoblanadi.
Moyli ekin mahsulotlaridan moyni ajratib olishda birlamchi ishlov berishning
asosiy turlari, mexanik ishlov berish (mahsulotni maydalash va siqish), kimyoviy ishlov
berish (suv, qutbli va qutbsiz erituvchi fermentlar va pereparatlar) va elektrofizik
ta’sirlar bilan ishlov berish (elektr toki, elektromagnitli maydon va boshqalar)
hisoblanadi.
Elektr impulsli ishlov berish usuli ekologik toza va yuqori sifatli oziq-ovqat
mahsulotlarini olish imkonini beruvchi energiyani tejaydigan texnologiya hisoblanadi.
Ushbu usul impulsli elektr razryadning ishlov berilayotgan mahsulotga ta’siriga
asoslangan. Ishlov berilayotgan mahsulot ikkita elektrodlar o‘rtasida joylashgan bo‘lib,
hujayra membranalari yuzasida yoriqlar paydo bo‘lishiga olib keladi. Bu esa o‘simlik
moddasi tarkibidan hujayra ichidagi moyni tezroq va osonroq chiqishini ta’minlaydi.
ADABIYOTLAR TAHLILI VA METODOLOGIYA
Ma’lumki bugungi kunda o‘simliklarga, shu jumladan meva va poliz mahsulotlarga
elektr ta’sirlar orqali birlamchi ishlov berish energiya samaradorligiga erishishning eng
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
01 (2024) / ISSN 2181-1415
89
maqbul usuli hisoblanib, moy olish jarayonini jadallashtiradi va energiya sarfini
kamaytiradi.
Eksperimental tadqiqot oldiga tashqi ta’sirlar va ob’yekt parametrlarini ishlov berish
sifati bilan bog‘lovchi jarayonning matematik modelini qurish vazifasi qo‘yiladi [1,
2].
Tajribalar sonini kamaytirish va aniqligini oshirish, jarayonning matematik
tavsifini olish, tadqiqotning optimal rejim parametrlarini o‘rnatish uchun tajribalarni
rejalashtirish bo‘yicha matematik nazariyadan foydalanildi. [3
-5].
Eksperimentlarni rejalashtirish matritsasini qurish uchun faktorlarning haqiqiy
kattaliklaridan kodlangan qiymatiga o‘tishi quyidagi ifoda yordamida bajarildi.
x
X
X
i
i
i
=
−
0
(1)
Bu yerda:
i
x
-
i
–
faktorning kodlangan qiymati;
X
i
-
i
–
faktorning kontrol qiymati;
X
io
-
i
–
faktorning nol darajadagi kontrol qiymati;
-
shu faktorning o‘zgarish intervali.
Quyidagi ko‘rinishdagi matematik modelni tanlaymiz
:
y
b
b x
b x x
b x
i i
ij i
j
ij i
n
n
i
j
n
i
n
=
+
+
+
=
=
0
2
1
1
(2)
Dastlabki ekperimentlardan chigit yanchilmasidagi moy tutib turuvchi
to‘qimalarning sh
i
kastlanish darajasiga ta’sir qiluvchi asosiy parametrlar deb quyidagilar
belgilab olindi:
X
1
–
razryad kuchlanishi, kV;
X
2
–
impulslar soni, dona;
X
3
–
kondensator sig‘imi, mkF;
X
4
–
yanchilmaning namligi, %
X
5
-
Ishlov beriladigan yanchilmaning qalinligi, mm.
NATIJALAR
O
‘tkazilgan n ta tajriba natijalarning o‘rtacha qiymatlari va
dispersiyalar quyidagi
formulalar orqali hisoblanadi:
𝑦
𝑔
=
1
𝑚
∑
𝑦
𝑔𝑖
𝑚
𝑖=1
(3)
𝑆
𝑔
2
=
1
𝑚−1
∑
(𝑦
𝑔𝑖
− 𝑦
𝑔
)
2
𝑚
𝑖=1
Eksperiment ifodalanishini
05
,
0
=
q
uchun
Koxren kriteriyasi bo‘yicha
tekshiramiz[6]:
(
)
1131
,
0
42
,
2
8563
,
0
2
1
1
=
=
=
=
−
v
v
G
G
q
,
Dispersiya ifodalanish darajasini quyidagi formula yordamida hisoblaymiz:
38
,
3
42
07
,
142
2
1
1
1
2
0
1
1
2
2
=
=
+
+
=
=
=
=
N
g
g
N
g
g
S
N
n
N
S
N
y
S
(4)
O‘rtacha dispersiyani quyidagicha hisoblaymiz:
127
,
1
3
38
,
3
2
2
=
=
=
m
y
S
y
S
(5)
Regretsiya koeffitsiyentlarini aniqlash uchun quyidagi summani hisoblaymiz[7]:
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
01 (2024) / ISSN 2181-1415
90
𝑧
𝑗
= ∑
𝑓
𝑔𝑗
𝑦
𝑔
𝑁
𝑔=1
,
𝑗 = 0. . .20
. (6)
Bu yerda,
𝑗 = 0
uchun
𝑓
𝑔0
= 1
;
𝑗 = 1. . .5
uchun
𝑓
𝑔𝑗
= (𝑥
𝑖
)
𝑔
;
𝑗 = 6. . .15
uchun
𝑓
𝑔𝑗
=
(𝑥
𝑖
𝑥
𝑗
)
𝑔
, (𝑖𝑗 = 1. . .5, 𝑖 = 𝑓)
;
𝑗 = 16. . .20
uchun
𝑓
𝑔𝑗
= (𝑥
𝑖
2
)
𝑔
, (𝑖 = 1. . .5)
.
)
(
14
...
0
=
j
Z
j
qiymatlar yordamida regressiya koeffitsiyentlarini quyidagi
formulalar orqali hisoblaymiz[8]:
=
=
=
−
=
N
i
n
i
N
g
g
g
i
g
y
x
N
b
y
N
a
b
1
1
1
2
0
)
(
; (7)
)
=
=
N
g
g
g
i
i
y
x
N
b
1
2
(
1
;
(8)
)
=
=
N
g
g
j
i
ij
y
x
x
N
b
1
3
(
1
;
(9)
)
)
=
=
=
=
−
−
=
N
i
n
i
N
g
g
g
i
N
g
g
i
ij
y
N
b
y
x
N
d
y
x
N
C
b
1
1
1
2
1
2
(
(
; (10)
Bu yerda, a,b,c,d,
(
𝜆
⋅2
⋅ 𝑁)
−1
, (𝜆
3
⋅ 𝑁)
−1
- konstantalar, model koeffitisiyentlarini
hisoblash uchun yordamchi konstruksiyalar.
n=
5 da konstantalar qiymati quyidagicha bo‘ladi:
a = 4,1642; b= 0,91416; c= 13; d= 2,33584;
05556
,
0
)
(
1
2
=
−
N
;
(
0625
,
0
)
1
3
=
−
N
.
Koeffitsiyentlar dispersiyalari quyidagi ifodalar orqali hisoblanadi:
𝑆
2
(𝑏
0
) =
𝑎
𝑁
𝑆
2
{𝑦̄}
; (11)
𝑆
2
{𝑏
𝑖
} = (𝜆
2
⋅ 𝑁)
−1
𝑆
2
{𝑦̄}
; (12)
𝑆
2
{𝑏
𝑖𝑗
} = (𝜆
3
⋅ 𝑁)
−1
𝑆
2
{𝑦̄}
; (13)
𝑆
2
{𝑏
𝑖𝑖
} =
𝐶−𝑂𝐶
𝑁
𝑆
2
{𝑦̄}
; (14)
j
t
kriteriya qiymatlarini quyidagi ifoda orqali hisoblaymiz:
j
j
i
b
S
b
t
=
(15)
Bu yerda,
𝑆{𝑏
𝑗
} = √𝑆
2
{𝑏
𝑗
}
tanlama o‘rtacha kvadrat og‘ishi.
Regressiya koeffitsiyentlarini baholashni tekshirish uchun nolinchi gipotezani
Styudent t-kriteriyasining alternativ qiymati bilan taqqoslab, quyidagi tengsizlik orqali
amalga oshiramiz[9]:
))
1
(
(
2
1
−
=
−
m
N
v
t
t
g
j
(16)
Bu yerda,
)
(
2
1
v
t
g
−
V = N (m-1) erkinlik darajasi soni uchun Styudentning
)
2
1
(
g
−
%
kvantil taqsimoti. Natijada matematik model quyidagi ko‘rinishda yoziladi:
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
01 (2024) / ISSN 2181-1415
91
𝑌 = 43,65 + 3,21𝑥
1
2
+ 8,26𝑥
2
2
+ 7,11𝑥
3
2
+ 6,52𝑥
4
2
+ 8,91𝑥
5
2
+ 4,22𝑥
1
+ 3,73𝑥
2
+ 1,32𝑥
3
+ 1,01𝑥
4
+ 4,07𝑥
5
− −0,64𝑥
1
𝑥
2
− 1,53𝑥
1
𝑥
3
− 0,69𝑥
1
𝑥
4
− 0,16𝑥
1
𝑥
5
+ 3,83𝑥
2
𝑥
3
+ 1,91𝑥
2
𝑥
4
− 3,44𝑥
2
𝑥
5
+ +1,70𝑥
3
𝑥
4
+ 2,75𝑥
3
𝑥
5
− 0,54𝑥
4
𝑥
5
MUHOKAMA
Eksperiment natijalariga ishlov berishning navbatdagi bosqichi matematik model
va javob funksiyasining adekvatligi haqidagi gipotezani tekshirib ko‘rishdir. Regression
tahlil usulidan so‘ng ushbu tanla
nma dispersiya va adekvatlik dispersiyasini taqqoslash
orqali amalga oshiriladi. Belgilangan ikkala dispersiyaning bir xilligi haqidagi
gipotezaning adekvatligini tekshirish Fisher kriteriyasi yordamida amalga oshiriladi:
y
S
S
F
OTK
2
2
=
(17)
Tanlangan dispersiya
S
OTK
2
quyidagi formula yordamida topiladi:
𝑆
𝑂𝑇𝐾
2
=
∑
(𝑦̄
𝑔
−𝑦
^
𝑔
)
2
𝑁
𝑔=1
𝑁−𝑑
=
1875,9
21
= 89,32
(18)
2
2
y
OTK
S
S
ni hisobga olib, quyidagicha hisoblaymiz:
0126
,
0
32
,
89
127
,
1
2
2
=
=
=
OTK
S
y
S
F
V
1
=Nd=42-21=21; V
2
=N(h-1)=42(3-1)=84
q=0,05 da Fisher
kriteriyasining jadval qiymati quyidagiga teng bo‘ladi
:
F= 0,0126 <F
1-q
(21,84) = 1,8425
Demak, matematik model va javob funksiyasining mosligi haqidagi gipoteza
kuzatuv natijalariga zid kelmaydi.
Ahamiyatga ega emas koeffitsiyentlarni chiqarib tashlab,
olingan ma’lumotlarni
ng
hisoblash natijalariga ko‘ra
,
matematik model kodlangan ko‘rinishda quyidagicha bo‘ladi:
𝑌 = 43,65 + 3,21𝑥
1
2
+ 8,26𝑥
2
2
+ 7,11𝑥
3
2
+ 6,52𝑥
4
2
+ 8,91𝑥
5
2
+ 4,22𝑥
1
+ 3,73𝑥
2
+
1,32𝑥
3
+ 1,01𝑥
4
+ 4,07𝑥
5
− −0,64𝑥
1
𝑥
2
− 1,53𝑥
1
𝑥
3
− 0,69𝑥
1
𝑥
4
− 0,16𝑥
1
𝑥
5
+ 3,83𝑥
2
𝑥
3
+
1,91𝑥
2
𝑥
4
− 3,44𝑥
2
𝑥
5
+ +1,70𝑥
3
𝑥
4
+ 2,75𝑥
3
𝑥
5
− 0,54𝑥
4
𝑥
5
O‘zgaruvchilarni kodlangan ko‘rinishdan natural qiymatlariga o‘tkazish quyidagi
ifoda orqali bajariladi:
−
=
0
i
i
i
X
X
x
(19)
(19) ifodaga asosan moy tutib turuvchi hujayra va to‘qimalar shikastlanish
jarayonining tenglamasidagi o‘zgaruvchilar qiymati quyidagicha bo‘ladi:
;
2
6
1
−
=
U
x
;
8
18
2
−
=
n
x
;
2
,
0
8
,
0
3
−
=
C
x
;
3
9
4
−
=
f
x
;
5
10
5
−
=
h
x
XULOSA
Kodlangan qiymatlarni natural qiymatlarga o‘tkazib, tegishli o‘zgarishlarni amalga
oshirgandan keyin chigit yanchilmasiga elektr impulsli ishlov berganda, moy tutib
turuvchi to‘qimalar shikastlanish jarayonining matematik modeli quyidagi ko‘rinishga
keladi:
Жамият
ва
инновациялар
–
Общество
и
инновации
–
Society and innovations
Special Issue
–
01 (2024) / ISSN 2181-1415
92
h
f
h
C
f
C
h
n
f
n
C
n
h
U
f
U
C
U
n
U
f
C
n
U
h
f
C
n
U
S
+
+
+
−
+
+
+
−
−
−
+
+
−
−
−
−
+
+
+
+
+
=
03
,
0
75
,
2
8
,
2
08
,
0
07
,
0
39
,
2
01
,
0
11
,
0
82
,
3
04
,
0
92
,
9
7
,
297
84
,
3
84
,
2
78
,
1
15
.
2
55
,
35
03
,
1
6
,
1
78
,
35
2
2
2
2
2
Tadqiqotlar natijasida elektr impulsli ishlov berib chigit hujayrasini shikastlash va
moy olish jarayonining quyidagi optimal parametrlari aniqlandi: yanchilmaga ishlov
beriladigan razryad kuchlanishi 6 kV, impulslar soni 18 ta, kondensator sig‘imi 0,8mkF,
yanchilmaning namligi 9%; ishlov beriladigan yanchilma qalinligi 10 mm.
FOYDALANILGAN ADABIYO
TLAR RO‘YXATI
:
1.
Вахидов, A.X., Таджибекова, И. Э., Турдибоев, А.А. (2015). Преимущество
использования электрофизисческих методов при промзводстве растительного
масла.
X Международная научно
-
практическая конференция аграрной науки
сельского хозяйства.
Сборник статьей,
Барнаул,
3,
30-31.
2.
A.X.Vaxidov, O‘.A.Xoliqnazarov, A.A.Turdiboyev, (2017). Texnik chigit
yanchilmasiga elektroimpulsli ishlov berish orqali moy olishning optimal parametrlarini
asoslash.
O‘zbekiston agrar fani xabarnomasi.
Toshkent, 2 (68), 92-96.
3.
Турдибаев, А.А., Акбаров, Д.M. (2017), Новая электротехнология
произвоствa хлопковое масло.
Ilmiy tadqiqot va kadrlar tayyorlash tizimida innovatsion
xamkorlikni rivojlantirishningmuammolari va istiqbollari mavzusida xalqaro ilmiy-amaliy
anjuman.
Buxoro, 404-406.
4.
Ляпин, В. Г. (2008), Исследование электрических свойств растительной
ткани в электромагнитном поле.
Vestnik FGOU VPO MGAU
, 4.
5.
Reitler, W. (1990), Conductive heating of foods.
Technical University of Munich.
Germany.
6.
Shorstki, I., Koh, X.Q., Koshevoi, E. (2015), Influence of Temperature and Solvent
Content on Electrical Properties of Sunflower Seed Cake.
Journal of Food Processing and
Preservation,
39 (6), 3092-3097.
7.
Nelson, S. (2007), Dielectric properties of Watermelons and Correlation with
Soluble Solids Content.
ASABE Annual International Meeting
.
8.
Zimmermann, U., Pilwat, G., Riemann, F. (1974), Dielectic breakdown in cell
membranes.
Biophys. J.,
14., 881-889.
