Разработка акустической измерительной системы анализа состава веществ

Актуальность исследования обусловлена проблемой несвоевременности анализа состава жидких смесей при их изготовлении предприятиями пищевой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Традиционный метод такого анализа проводится после формирования партии продукции, из-за чего предприятия терпят издержки, связанные с утилизацией брака партии продукции. Данная же статья посвящена разработке акустической измерительной системы анализа состава жидких веществ, способной использоваться для анализа различной жидкой продукции в промышленности в непрерывном режиме при транспортировке этой продукции по внутренней системе промышленного трубопровода, что позволяет выявить брак до формирования партии продукции, тем самым сократить издержки на утилизацию. Система, встраиваемая в трубопровод, содержит два измерительных канала, включающих два пьезоэлектрических приемника и один, общий для двух каналов, пьезоэлектрический излучатель. В рамках данной работы производится отбор оборудования на основе анализа повторяемости результатов исследований, в частности, рассматривается возможность применения того или иного генератора, формирующего возбуждающие сигналы для пьезоэлектрического излучателя. Исследуется возможность использования возбуждающих сигналов различной формы и/или длительности, производится оценка повторяемости на основании линейного коэффициента корреляции между несколькими повторениями экспериментов с одним типом возбуждающего сигнала. Анализируется необходимость наличия двух измерительных каналов. Материалы представляют практическую ценность для предприятий, выпускающих жидкую продукцию, а также для производителей аналитического оборудования.

1. Schipilliti L., Dugo P., Bonaccorsi I., Mondello L. Headspace-solid phase microextraction coupled to gas chromatography–combustion-isotope ratio mass spectrometer and to enantioselective gas chromatography for strawberry flavoured food quality control. Journal of Chromatography A. 2011;1218(42):7481–7486. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2011.07.072

2. Яновская А.В., Калякина О.П., Кузьмин А.П., Захарченко П.В. Применение инструментальных методов анализа в обнаружении фальсификации спиртных напитков. Вестник КрасГАУ. 2021;(2):161–166. https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-2-161-166

3. Sawicki E., Hillebrand M.J., Rosing H., Schellens J.H.M., Nuijen B., Beijnen J.H. Validation of a liquid chromatographic method for the pharmaceutical quality control of products containing elacridar. Journal of Pharmaceutical Analysis. 2016;6(4):268–275. https://doi.org/10.1016/j.jpha.2016.04.005

4. Lahon D., Bora P.K., Sarmah J., Bhuyan M., Haldar S. A high performance thin layer chromatography (HPTLC) method for the quality assessment of citronella oil: application in commercial sample analysis. Natural Product Research. 2023. https://doi.org/10.1080/14786419.2023.2257355

5. Исаев И.З., Исаева М.С. Фракционный состав нефти. В сборнике: Инновационная траектория современных исследований: Сборник статей Международной научно-практической конференции, 25 сентября 2023 года, Петрозаводск, Россия. Петрозаводск: Международный центр научного партнерства «Новая Наука»; 2023. С. 145–151.

6. Christian G.D., Dasgupta P.K., Schug K.A. Analytical Chemistry. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2013. 848 p.

7. Taverniers I., De Loose M., Van Bockstaele E. Trends in quality in the analytical laboratory. II. Analytical method validation and quality assurance. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2004;23(8):535–552. https://doi.org/10.1016/j.trac.2004.04.001

8. Smith I. Chromatographic and Electrophoretic Techniques. Volume I – Chromatography. Bath: Elsvier; 2013. 1100 p.

9. Shewhart W.A. Economic Control of Quality of Manufactured Product. Milwaukee, WI: American Society for Quality Control; 1980. 501 p.

10. Awad T.S., Moharram H.A., Shaltout O.E., Asker D., Youssef M.M. Applications of ultrasound in analysis, processing and quality control of food: A review. Food Research International. 2012;48(2):410–427. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2012.05.004

11. Zhang X.-D. Modern Signal Processing. Berlin: De Gruyter; 2023. 601 p. https://doi.org/10.1515/9783110475562

12. Tzanakis I., Lebon G.S.B., Eskin D.G., Pericleous K.A. Characterizing the cavitation development and acoustic spectrum in various liquids. Ultrasonics Sonochemistry. 2017;34:651–662. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2016.06.034