Tractors and Agricultural MachineryTractors and Agricultural Machinery0321-44432782-425XEco-Vector6645710.31992/0321-4443-2019-1-81-95Research ArticleRegression mathematical model of two-stage combined electrical technology of high-temperature convective drying and ozone-air grain processingPahomovV. IDSc in Engineeringbuhantsov.k@gmail.comGazalovV. SDSc in Engineeringbuhantsov.k@gmail.comBuhancovK. Nbuhantsov.k@gmail.comFederal State Budgetary Scientific Institution «Agrarian Center «Donskoy»15022019861819527042021Copyright © 2019, Pahomov V.I., Gazalov V.S., Buhancov K.N.2019Large production of cereal crops in Russia in 2014-2018 (100-130 million tons) imply the need to dry 10-30 % of the crop collected annually in the country to ensure its quantitative and qualitative preser-vation. The main way to reduce the excess moisture of grain in the Russian Federation is high-temperature convective drying, but it refers to very energy-intensive technological operations and, therefore, is very expensive. In the context of the constant increase in energy prices in the Russian economy, the country's agricultural producers face the primary task of increasing the profitability of the grain industry, within which it is necessary to reduce material costs at all stages of production, including through the creation of new high-intensity energy-saving technologies and technical means for drying grain raw materials. The authors have developed a two-stage technology of high-temperature convective and ozone-air grain drying that meets these requirements. In the article, based on the analysis of the parametric scheme of the convective-ozone-air moisture removal method, compiled taking into account the conditions and possibilities of conducting experimental studies of the process at the industrial drying unit «ELEKTA-1» of small productivity, the optimization parameters of this process are defined, which are: reduction of the drying time and the total reduction in energy consumption, in addition, the main factors varied in the ex-periments are highlighted: the initial moisture content of the grain, the amount of ozone supply to 1 m3 of grain and time spent on moisture removal. Second-order regression mathematical models for the convec-tive-ozone-air drying of barley grain with different initial humidity (30, 25 and 20 %) have been developed and their statistical significance has been evaluated. An analysis of the experimental data of the combined drying options studied at 6 % moisture removal for one cycle of processing the grain material revealed the following parameters of the efficiency of the methods of convective ozone-air moisture removal: when drying grain with an initial humidity of 30 %, the process duration decreased by 28 % and the total energy consumption decreased amounted to 33-43 %; when drying grain with a moisture content of 25 %, the duration of the process is reduced by 19 %, energy consumption by 24-35 %; and when drying grain with a moisture content of 20 %, the duration of the process is reduced by 30-35 %, energy consumption by 35-40 %.convective heatingozone-air dryingregression mathematical modelozone flowdry-ing timeexperimental studiesgrain moistureenergy consumptionконвективный нагревозоновоздушная сушкарегрессионная математи-ческая модельподача озонапродолжительность сушкиэкспериментальные исследованиявлажность зернаэнергозатраты[Петриченко В.В. Августовский прогноз урожая зерна 2017 г. - 132 млн т (сверхрекорд) // Хлебопродукты. 2017. № 9. С. 4-5.][Петриченко В.В. Июньский прогноз урожая зерна 2016 г. - рекорд - 110,1 млн т // Хлебопродукты. 2016. № 7. С. 6-8.][Петриченко В.В. Июльский прогноз урожая зерна в России в 2015 г. // Хлебопродукты. 2015. № 9. С. 4-7.][Петриченко В.В. Урожая зерна в России в 2014 г. - более 100 млн т // Хлебопродукты. 2014. № 9. С. 4-6.][Елизаров В.П., Антышев Н.М., Бейлис В.М. и др. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве / М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. С. 140-143.][Способ сушки зерновых материалов: пат. № 2422741 РФ, МПК F26 В3/14 / В.И. Пахомов, В.А. Максименко, К.Н. Буханцов; заявитель и патентообладатель: ВНИПТИМЭСХ. № 2010106531/06, заявл.: 24.02.2010, опубл.: 27.06.2011, Бюл. № 18. 13 с.][Пахомов В.И., Буханцов К.Н., Максименко В.А. Двухэтапный комбинированный способ высокотемпературной сушки зерна. Ч. 1 // Хранение и переработка сельхозсырья. 2011. № 12. С. 56-60.][Пахомов В.И., Буханцов К.Н., Максименко В.А. Двухэтапный комбинированный способ высокотемпературной сушки зерна. Ч. 2 // Хранение и переработка сельхозсырья. 2012. № 1. С. 53-58.][Пахомов В.И., Максименко В.А., Буханцов К.Н. Энергосберегающая технология высокотемпературной конвективной сушки и озоновоздушной обработки зерна. Ч. 1 // Хранение и переработка сельхозсырья. 2013. № 5. С. 19-25.][Пахомов В.И., Максименко В.А., Буханцов К.Н. Энергосберегающая технология высокотемпературной конвективной сушки и озоновоздушной обработки зерна. Ч. 2 // Хранение и переработка сельхозсырья. 2013. № 6. С. 23-27.][Буханцов К.Н. Методика проведения экспериментальных исследований конвективно-озоновоздушной сушки зерновых материалов // Механизация технологических процессов в животноводстве: технологии, машины, оборудование: сб. науч. тр. 4-й Междунар. науч.-техн. конференции «Ресурсосберегающие технологии и инновационные проекты в АПК» (г. Зерноград Ростовской обл., ВНИПТИМЭСХ, 14-15 апреля 2009 г.). Зерноград, 2009. С. 265-276.][Проведение экспериментальных исследований фрагментов энергоэкономных электротехнологий и процессов обработки растительных сельскохозяйственных материалов с использованием электрофизических методов и разработка оптимизационной математической модели: отчет о НИР (промежуточ.): 09.02.02.01 / ВНИПТИМЭСХ; рук. В.Д. Каун. Зерноград, 2008. 46 с. № ГР 15070.7721019635.06.8.002.0.][Максименко В.А., Буханцов К.Н. Многофункциональная установка малой производительности для реализации электротехнологий послеуборочной и предпосевной обработки зерна и семян // О проблемах обеспечения в современных условиях количественной и качественной сохранности материальных ценностей, поставляемых и закладываемых в государственный резерв: сборник докладов Междунар. науч.-практ. конференции (г. Москва, ФГБУ НИИ проблем хранения Росрезерва, 5-6 сентября 2011 г.). М.: ООО «Галлея-Принт», 2011. Ч. 2. С. 158-168.][Пахомов В.И., Буханцов К.Н. Реализация технологий комбинированной сушки, обеззараживания и стимулирования посевных свойств зерна и семян на базе установки «ЭЛЕКТА-1» // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-практ. конференции (г. Минск, РУП НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, 19-20 октября 2011 г.). Минск, 2011. Т. 1. С. 196-207.][Пахомов В.И., Максименко В.А., Буханцов К.Н. Рассмотрение возможности использования новой двухэтапной технологии высокотемпературной конвективной сушки и озоновоздушной обработки зерна на базе применяемых в производстве сушильных установок // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) - СЭТТ-2011: труды 4-й Междунар. науч.-практ. конференции (г. Москва, ФГБОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина, 20-23 сентября 2011 г.). М., 2011. Т. 2. С. 54-66.][Ванурин В.Н., Максименко В.А., Буханцов К.Н. Выбор привода отгрузочного шнека установки СВЧ-обеззараживания «СИГМА-1» // Вестник АПК Ставрополья. 2015. № 4. С. 18-23.][Проведение экспериментальных исследований по проверке эффективности перспективных энергосберегающих электротехнологий обработки растительных сельскохозяйственных материалов (биообъектов), уточнение параметрических зависимостей процесса сушки и разработка математической модели процесса сушки сельскохозяйственных культур: отчет о НИР (промежуточ.): 09.02.02.01 / ВНИПТИМЭСХ; рук. А.И. Пахомов. Зерноград, 2009. 59 с. № ГР 15070.7721019635.06.8.002.0. Инв. № 73-09.1.][Газалов В.С., Пономарева Н.Е., Беленов В.Н. Использование статистических методов при решении прикладных задач в сельскохозяйственном производстве: монография. Зерноград: ПМГ СКНИИМЭСХ, 2011. 74 с.][Грачева Н.Н., Руденко Н.Б., Кононенко А.Ф., Литвинов В.Н. Применение ЭВМ в агрономии.Зерноград: АЧИИ ФГБОУ ВО ДонГАУ, 2017. Ч. 2. Обработка и анализ экспериментальных данных. 152 с.][Гусаров В.М., Проява С.М. Общая теория статистики. М.: ЮНИТИ, 2008. 206 с.][Гусаров В.М., Кузнецова Е.И. Статистика. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2007. 479 с.][Горелова Е.И. Основы хранения зерна. М.: Агропромиздат, 1986. 136 с.][Жидко В.И., Резчиков В.А, Уколов В.С. Зерносушение и зерносушилки. М.: Колос, 1982. 239 с.][Птицын С.Д. Зерносушилки. Технологические основы, тепловой расчет и конструкции. М.: Машиностроение, 1966. 212 с.]