Комплекс оборудования ГК «ЭКАН» для мобильных лабораторий

ГК «ЭКАН» — один из ведущих производителей лабораторного оборудования для сельскохозяйственных лабораторий в России и странах ближнего зарубежья. Мы реализуем как частные, так и комплексные решения для исследования зерна, масличных и бобовых культур, пищевых продуктов.

Таким образом мы вносим свой вклад в реализацию Распоряжения Правительства РФ от 03.12.2020г. 33183-Р, касающееся плана мероприятий по реализации Долгосрочной стратегии развития зернового комплекса Российской Федерации до 2035. В частности, появилась необходимость существенно сократить время исследования качества зерна, осуществляя этот процесс в поле. В этом случае на помощь приходят компактные лаборатории на колёсах, называемые «мобильные лаборатории».

На страницах журнала «Хлебопродукты» мы не раз рассказывали о деятельности ГК «ЭКАН» [4-6]. Целью этой статьи является информирование государственных и частных структур о создании и серийном производстве лабораторного оборудования для комплексного оснащения мобильных лабораторий. И в этой статье мы покажем, как осуществить комплекс исследований для определения класса пшеницы за 6 минут!

Идея создания мобильных лабораторий не нова. Более того, такие лаборатории уже существуют в РФ как в частных компаниях, так и в государственных структурах [6]. Все они совершенно уникальны в прямом смысле этого слова. Лаборатории зачастую комплектуются имеющемся в наличии оборудованием, которое либо не предназначено для работы в полях, либо не достаточно для комплексного исследования проб. С горькой иронией вспоминаются строчки некогда популярной песни «я его слепила из того, что было…».

Для выполнения отдельных задач такой способ комплектации лаборатории может быть приемлем. Однако для решения фундаментальных задач с приемлемыми результатами воспроизводимости и повторяемости необходим комплексный подход. Этого проще всего достигнуть при использовании однотипного оборудования и единых методик измерения.

Хочется сразу отметить, что мы никогда не ставили перед собой специальной задачи комплексного оснащения мобильных лабораторий. На протяжении многих лет мы просто шаг за шагом создавали приборы для экспрессной оценки качества зерна. Именно так и сформировался комплект приборов ГК «ЭКАН» для мобильных лабораторий. Сейчас мы предлагаем свое готовое решение.

Кроме того, нами разработаны алгоритмы проведения анализов. Учитывая экспрессность приборов и методик результат на наш взгляд получился впечатляющим.

Рассмотрим конкретную и самую востребованную на практике задачу, требующую оперативного решения в поле.
Предмет анализа – зерно пшеницы.
Задача анализа – определение класса пшеницы нового урожая.

Необходимые условия:

• использование надежного лабораторного оборудования, способного работать в полевых условиях;
• соблюдение национальных стандартов и отраслевых методик;
• возможность архивации и оперативной передачи информации.

Ограничения:

• потребляемая оборудованием электрическая энергия (обычно, не более 5 кВт.);
• ограниченный запас воды необходимого качества для проведения анализов и бытовых нужд лаборатории;
• массогабаритные показатели оборудования, позволяющие разместить его в транспортном средстве, как правило, в микроавтобусе.

Сформулированная выше задача согласно требованиям Приказа МСХ РФ № 611 от 08 сентября 2021 года распадается на ряд частных.
Нам необходимо определить:

• натуру зерна;
• влажность;
• сорную и зерновую примеси;
• стекловидность;
• массовую долю белка;
• количество клейковины;
• качество клейковины (ИДК);
• число падения (ЧП) (показатель активности фермента альфа-амилазы в пшенице).

В совокупности эти показатели и определяют класс пшеницы.

Примем во внимание, что определение ЧП в поле не является актуальной задачей. ИДК – это хлебопекарный показатель, который бесспорно важен, но не является определяющим при оценке качества зерна в поле.

Два последних утверждения могут вызвать многочасовые дискуссии специалистов. Авторы статьи отдают себе отчет в том, что найдут много оппонентов и критиков, особенно в академической среде.

Однако, у практиков и в ряде государственных контролирующих организаций мы находим полное понимание. Исключив ПЧ и ИДК из списка показателей на первом этапе мы в разы ускоряем процесс получения конечного результата.

При таком подходе, вода в мобильной лаборатории нужна только для бытовых нужд, а ее качество и температура не имеют большого значения. Ниже (Табл. 1) приведен перечень предлагаемого нами оборудования, где указаны массогабаритные показатели приборов и потребляемая ими электрическая мощность.

Таблица 1. Характеристика оборудования мобильной лаборатории ГК «ЭКАН»

Легко проверить, оборудование свободно размещается в микроавтобусах типа «Газель» или их зарубежных аналогах.

Суммарная потребляемая мощность, даже без учета коэффициента одновременности использования оборудования, менее 1500 Вт.

Опытным путем установлено, что для определения вышеперечисленных показателей качества зерна двум лаборантам необходимо около 6 минут! [7] Такой результат возможен только при использовании нашего оборудования, ключевыми приборами при этом являются электронный диафаноскоп Янтарь и анализатор зерна Сапфир.

Особо следует отметить, что диафаноскопы ЯНТАРЬ и анализаторы САПФИР являются устройствами, ломающими привычные стереотипы, они не имеют мировых аналогов. Это то, в чем мы опережаем зарубежных конкурентов. Подробно об этом написано в [1, 5, 6].

Разработанная нами пурка Мера также существенно ускоряет процесс определения натуры зерна по сравнению с ее предшественницами.

ИК-анализаторы последнего поколения Инфраскан-3150  и Инфраскан-4200 отличаются от своих зарубежных аналогов прежде всего тем, что могут определять клейковину в пшенице. Мы утверждаем, что и количество и качество.

За 16 лет (первая редакция ГОСТ на ИК-метод для определения качества зерна пшеницы была опубликована в 2006 году) нам удалось убедить научную общественность, что приборы ИНФРАСКАН умеют определять количество клейковины. Мы уверены, что процесс убеждения в возможности определения ИДК займет меньший промежуток времени.

Всё больше единомышленников, согласных с необходимостью и приемлемостью применения экспресс-методов исследования зерна, продуктов питания и др. мы находим как в небольших лаборатория, так и в крупных контролирующих центрах [2].

Если говорить о методическом и метрологическом сопровождении приборов ГК «ЭКАН», то надо обратиться к табл. 2.

Таблица 2. Метрологическое и методическое сопровождение

Четыре из приведенных в табл. 2 стандартов разработаны при нашем непосредственном участии. ГОСТ 32749-2014 «Семена масличные, жмыхи и шроты. Определение влаги, жира, протеина и клетчатки методом спектроскопии в ближней инфракрасной области» и ГОСТ 33441-2015 «Масла растительные. Определение показателей качества и безопасности методом спектроскопии в ближней инфракрасной области» давно перешли из разряда российских стандартов в межнациональные.

ГОСТ Р 7062-2023 «Пшеница. Определение стекловидности оптико-компьютерным методом» вступает в силу с 01. 04. 2023 года.

Особого внимания заслуживает ГОСТ Р «Зерно. Определение влажности, белка, количества клейковины методом спектроскопии в ближней инфракрасной области». О необходимости разработки и принятия этого стандарта начали говорить и государственные контролирующие органы [2].

Совместно с учёными ВНИИЗ проделана огромная экспериментальная работа. Сотрудниками ВНИИМ им. Д.И. Менделеева произведена метрологическая обработка полученных результатов.

В настоящее время в рамках ТК 002 идет обсуждение первой редакции и в 2024 году стандарт заполнит имеющийся правовой вакуум.

Напомним, что анализаторы ИНФРАСКАН-1050, ИНФРАСКАН-3150 и ИНФРАСКАН-4200 составляют основу приборной базы ФБГУ “Россельхозцентр”. В целом ряде филиалов этой государственной структуры созданы информационные сети на платформе «ЭКАНЕТ», которая позволяет не только архивировать результаты измерений и оперативно передавать информацию, но и отслеживать техническое состояние оборудования и осуществлять его методическую поддержку.

У мобильных лабораторий могут быть и другие задачи, например, они могут оценивать качество зерна на элеваторах. В этом случае, необходимо включать в состав лаборатории прибор для определения числа падения.

Линейку приборов группы компаний ЭКАН, предназначенных для экспрессного определения основных показателей качества зерна, согласно ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия» завершает устройство ПЧП. В настоящее время заканчивается разработка и готовятся к испытаниям рабочие макетные образцы этого нового прибора.

Мобильные лаборатории, оснащенные нашими приборами, могут оценивать и качество масличных культур.

Еще раз подчеркнем, что существенно сократить время оценки показателей качества продукта можно только при комплексном подходе. Мы предлагаем именно такое решение.

Полученный нами временной результат (для оценки пшеницы в поле это — 6 минут) на первый взгляд может показаться неожиданным. Но он имеет научное объяснение. Если каждый прибор лаборатории рассматривать как элемент системы, а под системой понимать лабораторию, то у системы появляются свойства не присущие её компонентам по отдельности.

Используемые нами алгоритмы измерений, в основе которых лежат знания о возможностях каждого прибора и создают emergent «возникающий, неожиданно появляющийся» результат. Комплектация по иным критериям не даст сравнимого результата.

Обращаемся к руководству государственных структур, руководителям предприятий и холдингов, осуществляющих мониторинг зерна согласно Распоряжению Правительства РФ от 03.12.2020 № 3183-р. В кратчайшее время мы готовы укомплектовать мобильные лаборатории на базе микроавтобусов нашим оборудованием и осуществлять его сервисное обслуживание на протяжении всего срока эксплуатации.

1. Антонов, Р. Ю. Определение стекловидности зерна методом оптико-компьютерной диагностики / Р. Ю. Антонов // Хлебопродукты. – 2020. – № 12. – С. 26-27. – EDN RCRRTD.
2. Миляев А.С. Метод ИК-спектроскопии при анализе зерна и продуктов его переработки. http://www.fczerna.ru/news/?NAME=metod-ik-spektroskopii-pri-analize-zerna-i-produktov-ego-pererabotki
3. Мобильная лаборатория в республике Татарстан https://fsvps.gov.ru/ru/fsvps/news/210364.html
4. Петров, Г. П. Предложения по реализации Распоряжения Правительства РФ от 03.12.2020 г. № 3183-р / Г. П. Петров // Хлебопродукты. – 2021. – № 3. – С. 47.
5. Петров, Г. П. Российскому зерну — эффективное отечественное оборудование / Г. П. Петров // Председатель. – 2021. – № 1. – С. 28.
6. Петров, Г. П. Российское лабораторное оборудование. Ещё раз об импортозамещении / Г. П. Петров, В. Н. Бойцова, Т. С. Рутковская // Хлебопродукты. – 2022. – № 6. – С. 34-36. – EDN PEMJUV
7. https://www.youtube.com/watch?v=yPnhPzS05hM&t=187s

Скачать в формате PDF