Разработка Пермского Политеха поможет обеспечить продовольственную безопасность
Продовольственная безопасность — важная проблема для многих стран. Особенно остро эта проблема встает в условиях экономических и социальных санкций, наложенных на Россию зарубежными странами. В этом смысле все большее значение приобретает производство калийных удобрений, повышающих урожайность, внешний вид и срок хранения продуктов. Поэтому очень важно улучшать качество прикормки сельскохозяйственных культур, чтобы выращивать их более высокого качества, в то же время, не теряя темпов производства. Ученые Пермского Политеха разработали технологию, которая позволит повысить объемы производства и качество калийных удобрений.
Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Вестник ЮУрГУ. Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника».
Калийные руды добываются в России в основном в Верхнекамском промышленном районе на предприятиях ПАО «Уралкалий» и ООО «Еврохим – Усольский калийный комбинат». Они перерабатываются в технический продукт – хлористый калий, который используется, как удобрение, вносимое напрямую в почву. Также он используется и в других отраслях промышленности: химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, оборонной. Кроме того, экспорт данной продукции обеспечивает нашу страну солидным количеством валюты даже в условиях санкций.
В цепочке основных технологических операций во время производства хлористого калия (добыча, транспортировка, дробление, растворение и другие) наиболее сложными являются стадии флотации, то есть обогащения калийных руд. В данном процессе смесь частиц с водой пропускают мелкие пузырьки воздуха, далее элементы определенных минералов собираются на поверхности в виде минерализованной пены.
По ее виду технолог по собственным ощущениям и опыту определяет, нужно ли добавить еще реагентов или нет, что впоследствии сказывается на качестве удобрений. Иногда из-за человеческого фактора появляются разного рода проблемы, например, перерасход химических веществ, которые стоят очень дорого, или промедление с изменением подачи воздуха. Неправильные режимы, кроме прочего, ведут к неполной флотации и выбрасыванию ценного хлорида калия в отвалы, что влечет как экономический ущерб, так и экологический. Ученые ПНИПУ, в свою очередь, предлагают контролировать качество пены по видео.
«Важность исследования заключается в том, что оператор может наблюдать одновременно только одну флотационную машину, тогда как в отделении флотации их десятки. Решить эту проблему можно с помощью применения компьютерного зрения. Таким образом, снижается влияние фактора человеческой ошибки, когда оператор проводит операции, основываясь лишь на своем опыте и уровне внимания», — рассказывает заведующий кафедрой автоматизации технологических процессов Березниковского филиала Пермского Политеха, доктор технических наук, профессор Андрей Затонский.
Определять состояние пены при помощи видео ученые предлагают путем распознавания и анализа бликов с поверхности пузырьков, формируемых точечным источником света. Для этого они создали комплекс алгоритмов по распознаванию самих пузырей и переходных процессов, возникающих в машине. Во время съемки, программа по кадрам определяет состояние пены (цвет, плотность, количество и размер пузырьков и другие параметры), после чего дает сигнал технологу о необходимости внести изменения.
Исследователи провели экспериментальные видеосъемки и установили, что данная разработка позволяет даже при плохих условиях съемки и использовании камеры с низким разрешением достаточно хорошо определять технологические отклонения. Кроме сигнализации технологу, это, в перспективе, позволяет перейти к автоматическому управлению процессом, исключающим человеческие ошибки и запаздывания. В выигрыше, по мнению ученых, окажутся и экономика, и экология.
Благодаря разработке ученых Пермского Политеха, калийные предприятия смогут минимизировать человеческие ошибки при обогащении руд во время изготовления удобрений. Это поможет повысить объемы производства и качество выпускаемой продукции, что позволит не только укрепить продовольственную безопасность России, но и обеспечить ее позиции во всем мире.
Telegram 
Дзен 
VK Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Китайские и британские палеонтологи обнаружили древнейший эволюционный прообраз челюстей современных пауков и скорпионов. Просканировав окаменелость животного Urokodia aequalis возрастом 518 миллионов лет, ученые выявили самую раннюю известную науке переходную форму хелицер. Трехмерная модель впервые наглядно показала, как именно возникло главное оружие паукообразных: несколько суставов длинных хватательных конечностей, характерных для кембрийских хищников, срослись воедино и образовали новый ротовой аппарат.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно