CC BY
46
УДК 62-932.2
06.02.00 Ветеринария и Зоотехния
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ОЗОНА НА ВЫЖИВАЕМОСТЬ ПАТОГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ, КОНТАМИНИРУЮЩИХ СКОРЛУПУ ИНКУБАЦИОННЫХ ЯИЦ
Волошин Александр Петрович старший преподаватель
Волошин Сергей Петрович аспирант 2-го года обучения Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия
В статье представлены экспериментальные исследования, описывающие влияние параметров электроозонирования помещения яйцесклада при концентрации озона 20 мг/м3 на выживаемость следующих возбудителей: S. aureus, S. choleraesuis, P. vulgaris, E. coli. Установлено, что озон имеет обладает способностью задерживать рост грибков на биологических субстратах, также замедляет процесс появления плесени на поверхности скорлупы яиц даже при 90 % относительной влажности. Целью научного эксперимента является получение регрессионных моделей влияния параметров электроозонирования на основные санитарно-показательные микроорганизмы, контаминирующие скорлупу инкубационных яиц. Для оценки эффективности озонирования принят параметр выживаемости для четырёх основных патогенных микробиологических тест-объектов, которые преобладают на скорлупе яиц. Корреляционный и регрессионный анализ факторов и определение значимости коэффициентов уравнений были проведены при помощи программы STATISTICA 6.1. Корреляционный анализ осуществлен методом Пирсона. Аппроксимация была получена методом полинома. По результатам исследований установлено, что наименьшая выживаемость рассматриваемых тест-бактерий при концентрации озона 20 мг/м3 достигается при экспозиции 84 минуты. Таким образом, рациональное время электротехнологического процесса озонирования яйцекладов птицефабрик представляет сумму полученной экспозиции и времени регулирования
Ключевые слова: ОЗОНАТОР, ТЕСТ-БАКТЕРИИ, КОНЦЕНТРАЦИЯ ОЗОНА, ПАРАМЕТРЫ
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОЗОНИРОВАНИЯ
UDC 62-932.2 Veterinary sciences
EXPERIMENTAL RESEARCHES OF OZONE INFLUENCE ON SURVIVAL OF PATHOGENIC MICROORGANISMS CONTAMINATING INCUBATING EGG SHELL
Voloshin Aleksandr Petrovich senior lecturer
Voloshin Sergey Petrovich second-year postgraduate
Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia
In the article, there were shown the experimental researches describing the influence of parameters of electrical ozonization of the premises of egg storehouse at concentration of ozone in 20 mg/m3 on survival of following stimulants: S. aureus, S. choleraesuis, P. vulgaris, E. coli. There was determined that ozone has an ability to detain the growth of fungi on biological substrates as well as it slows down the process of mould appearance on egg shell surface even at 90% of relative moisture. The aim of scientific experiment is obtaining of regression models of influence of parameters of electrical ozonization on main sanitary-model microorganisms contaminating the shell of incubation eggs. To assess the effectiveness of ozonization there was adopted the parameter of survival for four main pathogenic microbiological test-objects which predominate on egg shells. The correlation and regression analysis of factors and determination of value of equation coefficients there were conducted using the program STATISTICA 6.1. The correlation analysis was made by the method of Pierson. Approximation was obtained by the method of polynomial. On the results of researches there was determined that the least survival of present test-bacteria at concentration of ozone in 20 mg/m3 is achieved at exposition 84 minutes. So, the rational time the electrical technological process of ozonization of egg storehouse of poultry factories presents the sum of obtained exposition and time of regulation
Keywords: ОZONATOR, TEST-BACTERIA, OZONE CONCENTRATION, PARAMETERS OF ELECTRO-TECHNOLOGICAL PROCESS OF OZONIZATION
йо!: 10.21515/1990-4665-135-009
На современном этапе птицеводство в Российской Федерации отмечается высокой концентрацией поголовья, наивысшей механизацией и автоматизацией технологических процессов. Однако продолжается рост числа специализированных предприятий, соответственно увеличивается поголовье птицы. В настоящее время часто встречаются птицефабрики с числом кур-несушек или количеством птицемест для выращивания бройлеров больше миллиона.
Для достижения высокоэффективного производства в отрасли птицеводства требуется разработка и внедрение результативных программ развития птицепродуктового подкомплекса в регионах с учетом отраслевых особенностей, совершенствования методических подходов к определению эффективных механизмов по внедрению наукоемких технологий, обеспечение инновационно-инвестиционной направленности развития предприятий и повышения эффективности отрасли.
Получение максимального количества суточного молодняка в значительной степени зависит от дезинфекции инкубационных яиц, которая в комплексе ветеринарно-санитарных мероприятий; проводимых в птицеводческих хозяйствах по предупреждению и ликвидации заразных болезней птиц, занимает важное место. Особенно следует отметить значение санитарно-профилактических мероприятий в
предынкубационный период, несоблюдение которых может содействовать распространению ряда инфекционных заболеваний и снижению выводимости.
Наряду с использованием распространенных средств дезинфекции, в настоящее время благополучно применяют обработку инкубационных яиц озоновоздушной смесью.
Перспектива применения озона в промышленном птицеводстве обусловлена его преимуществами, которыми он характеризуется в сравнении с другими химическими веществами. Установлено, что озон имеет особенной способностью задерживать рост грибков на биологических субстратах, также замедляет процесс появления плесени на поверхности скорлупы яиц даже при 90 % относительной влажности, (3). Воздействие озона на микроорганизмы в разнообразных средах неодинаково. К примеру, озон в концентрации 1 мг/м оказывает большое воздействие на частицы бактерий капельной фазы. При концентрации озона в озоновоздушной смеси 5 мг/м3 и более микроорганизмы, находящиеся в частицах пыли, подвергаются пагубному воздействию озона. Результативность действия озона на болезнетворные микробы повышается с увеличением концентрации озона в воздухе и времени обработки (3, 7).
Целью научного эксперимента является получение регрессионных моделей влияния параметров электроозонирования на основные санитарно-показательные микроорганизмы, находящимися на скорлупе яиц. Для достижения поставленной цели произведено планирование эксперимента.
В качестве независимых переменных приняты основные параметры электроозонирования:
X] - концентрация озона в озоновоздушной смеси, мг/м3 (3 уровня -7, 12, 25);
х2 - время воздействия I, мин (4 уровня - 15, 30, 60, 120).
Для оценки эффективности озонирования принят параметр выживаемости для четырёх основных патогенных микробиологических тест-объектов, которые преобладают на скорлупе яиц. Параметр выживаемости представляет собой отношение числа колониеобразующих единиц (КОЕ) после воздействия препаратом п к числу
колониеобразующих единиц до воздействия n0 одного посева и выражается в процентах.
n
kN -100%, (1) no
Таким образом, в качестве зависимых переменных приняты: y1 - kN1 значение параметра выживаемости S. aureus, %; y2 - kN2 значение параметра выживаемости S. choleraesuis, %; y3 - kN3 значение параметра выживаемости P. vulgaris, %; y4 - kN4 значение параметра выживаемости E. coli, %. Применение независимых переменных с неравными интервалами варьирования обосновано для опытов с микробиологическими объектами, так как максимальное отклонение отклика ожидается именно на 2-4-м уровнях, а максимальный эффект на последних уровнях. Использование первого уровня фактора, равного нулевому значению, обосновано необходимостью значительного числа контрольных замеров, которые используются для исходных данных при определении среднего значения параметра выживаемости. Таким образом, получаем матрицу для описательного эксперимента с двумя зависимыми переменными. Повторность опыта трехкратная. Экспериментальные данные представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Экспериментальные данные влияния параметров
электроозонирования на санитарно-показательные бактерии
№ опыта Время обработ ки, мин Концент рация озона, мг/м3 В ыживаемость S. aureus, % В ыживаемость S. choleraesuis, % Выживаемость P. vulgaris, % В ыживаемость E. coli, %
1 15 7 35 70 61 75
2 30 7 15 54 35 47
3 60 7 5 18 9 39
4 120 7 0 5 1 19
5 15 12 22 44 43 61
6 30 12 10 36 17 20
7 60 12 0 10 9 15
8 120 12 0 1 0 7
9 15 25 4 26 10 43
10 30 25 0 13 6 10
11 60 25 0 0 3 6
12 120 25 0 0 0 0
Корреляционный и регрессионный анализ факторов и определение значимости коэффициентов уравнений были проведены при помощи программы STATISTICA 6.1. Корреляционный анализ осуществлен методом Пирсона. Аппроксимация была получена методом полинома.
На базе регрессионного анализа получена модель, которая в общем виде будет представлена в виде полинома второй степени:
yi = b0 + b1x1 + b2x2 + b4x1x2 + b3x12 + b5x22, (2)
где, b0... b5 - коэффициенты модели.
Результаты проведённого регрессионного анализа влияния параметров озонирования скорлупы яиц на выживаемость S. aureus приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Результаты регрессионного анализа влияния параметров
озонирования скорлупы яиц на выживаемость S. aureus.
Суммарная регрессия для зависимой переменной у: R= 0,91 R2= 0,85; F(5,6)=13,530 _p<0,00323;_
Beta -коэффициент Стандартная ошибка для Beta -коэффициен та В - коэффициент Стандартная ошибка для В -коэффициента Критерий Стьюдента t (3) р - уровень вероятност и
Шаг 56,91490 10,63808 5,35011 0,001744
Х1 -3,38240 0,639763 -0,90358 0,17091 -5,28695 0,001853
Х2 -1,81420 1,003212 -2,56899 1,42060 -1,80839 0,120543
Х1Х2 1,01035 0,301473 0,01375 0,00410 3,35138 0,015393
Х12 2,05846 0,598793 0,00388 0,00113 3,43768 0,013840
Х22 0,79739 0,989884 0,03397 0,04218 0,80553 0,451246
В результате проведённого исследования получена регрессионная модель, представленная уравнением: у1 = 56,91490-3,38240• х1 -1,81420• Х2 + 2,05846• Хх2 +1,01035^ • Х2 + 0,79739• Х22 (3)
Данное уравнение описывает влияние параметров озонирования скорлупы яиц на выживаемость S. aureus. Коэффициент детерминации составил не менее 85%, что свидетельствует о высоком качестве полученной модели. Произведен расчет критерия Фишера, табличное значение которого, при принятом уровне значимости 0,05, составило 5,6, а расчетное значение не менее 13,53, что подтверждает адекватность модели.
Проведена проверка значимости оценок параметров модели по критерию Стьюдента, незначимые параметры были убраны. В ходе испытаний модели, установлено, что она воспроизводит абсолютные значения с ошибкой не более чем в 0,1.
Для дальнейшего применения наиболее удобно использовать эмпирическую математическую модель, которая представлена полиномом второй степени в выражении (4). Полученная математическая модель даёт возможность проанализировать влияние времени обработки скорлупы яиц
озоном (xj) и концентрации озона (х2) в абсолютных единицах на выживаемость S. aureus (у1).
у = 56,91490-0,90358- х -2,56899- х2 + 0,00388- xf + 0,01375хх • х2 + 0,03397• х22 (4)
Рисунок 1 - Диаграмма влияния времени обработки (xj) и концентрации озона (х2) на выживаемость S. aureus (у1).
Проведённый анализ экспериментально полученных в ходе эксперимента значений зависимой переменной у1 и предполагаемых значений данной переменной регрессионной моделью представлен в таблице 3 и графически изображен на рисунках 1 и 2.
CN
X
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
0
20
40
60 Х1
80
100
> 50
< 50
< 40
гп < 30
120 □ < 20
О < 10
■ < 0
Рисунок 2 - Диаграмма влияния времени обработки (xj) и концентрации озона (х2) на проекцию поля выживаемости S. aureus (уД
Таблица 3 - Данные анализа полученной модели зависимой переменной у1.
Standard Mahanan obis Distance
Case N Observed Predicted Residual Standard Standard Error Deleted Cook
Value Value Predicted Residual Predicted Residual Distance
Value
1 35,00000 29,36051 5,63949 2,02506 1,30053 3,129124 4,811318 11,7667 0,639048
2 15,00000 19,87164 -4,87164 1,14269 -1,12346 2,473999 2,663928 -7,2227 0,150513
3 5,00000 6,13585 -1,13585 -0,13460 -0,26194 2,902568 4,011904 -2,0579 0,016818
4 0,00000 -0,36800 0,36800 -0,73939 0,08487 3,661000 6,924047 1,2813 0,010372
5 22,00000 20,77441 1,22559 1,22664 0,28264 2,882951 3,945509 2,1965 0,018901
6 10,00000 12,31685 -2,31685 0,44017 -0,53429 2,349750 2,313311 -3,2800 0,028000
7 0,00000 0,64368 -0,64368 -0,64532 -0,14844 2,900460 4,004748 -1,1648 0,005381
8 0,00000 -1,73494 1,73494 -0,86651 0,40010 3,141339 4,856123 3,6510 0,062004
9 4,00000 6,40056 -2,40056 -0,10999 -0,55360 3,341617 5,615683 -5,9105 0,183883
10 0,00000 0,62440 -0,62440 -0,64711 -0,14400 2,584082 2,989662 -0,9683 0,002951
11 0,00000 -5,68598 5,68598 -1,23391 1,31125 2,904525 4,018551 10,3129 0,422952
12 0,00000 2,66101 -2,66101 -0,45773 -0,61366 4,084968 8,845216 -23,6416 4,396499
Минимум 0,00000 -5,68598 -4,87164 -1,23391 -1,12346 2,349750 2,313311 -23,6416 0,002951
Максимум 35,00000 29,36051 5,68598 2,02506 1,31125 4,084968 8,845216 11,7667 4,396499
Среднее 7,58333 7,58333 0,00000 0,00000 0,00000 3,029698 4,583333 -1,2531 0,494777
Медиана 2,00000 4,39843 -0,63404 -0,29616 -0,14622 2,903546 4,015227 -1,0665 0,045002
Так как разработанная система озонирования яйцеклада обеспечивает концентрацию озона 20±1 мг/м , то определим рациональный режим обработки при концентрации 19 мг/м . Минимальное значение выживаемости S. aureus достигается при времени обработки 72 минуты.
Результаты регрессионного анализа влияния параметров озонирования скорлупы яиц на выживаемость S. choleraesuis приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Результаты регрессионного анализа влияния параметров озонирования скорлупы яиц на выживаемость S. choleraesuis.
Суммарная регрессия для зависимой переменной у: R= 0,93; R2= 0,87; F(5,6)=16,09; _p<0,00202;_
Beta -коэффициент Стандартная ошибка для Beta -коэффициен та В - коэффициент Стандартная ошибка для В -коэффициента Критерий Стьюдента t (3) р - уровень вероятност и
Шаг 124,5265 10,30240 12,08713 0,000019
Х1 -2,93063 0,298942 -1,6226 0,16551 -9,80332 0,000065
Х2 -1,98797 0,468771 -5,8344 1,37577 -4,24081 0,005435
Х1Х2 0,71495 0,140869 0,0202 0,00397 5,07524 0,002276
XI2 1,68487 0,279798 0,0066 0,00109 6,02174 0,000946
X22 1,13243 0,462543 0,1000 0,04085 2,44826 0,049909
В результате проведённого исследования получена регрессионная модель, представленная уравнением:
у2 = 124,5265 - 2,93063- х1 -1,98797 • х2 +1,68487 • х* + 0,71495х1 • х2 +1,13243- х22 (5) Данное уравнение описывает влияние параметров озонирования скорлупы яиц на выживаемость & choleraesuis. Коэффициент детерминации составил не менее 87 %, что свидетельствует о высоком качестве полученной модели. Произведен расчет критерия Фишера, табличное значение которого, при принятом уровне значимости 0,05, составило 5,5, а расчетное значение не менее 16,09, что подтверждает адекватность модели.
Проведена проверка значимости оценок параметров модели по критерию Стьюдента, незначимые параметры были убраны. В ходе
испытаний модели, установлено, что она воспроизводит абсолютные значения с ошибкой не более чем в 0,1.
I I <40 ■ <20
^ ■ <0
Рисунок 3 - Диаграмма влияния времени обработки (х7) и концентрации озона (х2) на выживаемость & сИо1егае8Ш8 (у2).
Для дальнейшего применения наиболее удобно использовать эмпирическую математическую модель, которая представлена полиномом второй степени в выражении (6). Полученная математическая модель даёт возможность проанализировать влияние времени обработки (х7) и концентрации озона (х2) в абсолютных единицах на выживаемость сИо1егае8Ш8 (у2).
у2 = 124,5265 -1,6226 • х1 - 5,8344 • х2 + 0,0066 • х? + 0,0202х1 • х2 + 0,1 • х22 (6) Проведённый анализ экспериментально полученных в ходе эксперимента значений зависимой переменной у2 и предполагаемых
значений данной переменной регрессионной моделью представлен в таблице 5 и графически изображен на рисунках 3 и 4.
CN
X
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
0
20
40
60 Х1
80
100
120
< 100
■ < 80
о < 60
о < 40
■ < 20
< 0
Рисунок 4 - Диаграмма влияния времени обработки (х^) и концентрации озона (х2) на проекцию поля выживаемости & сИо1егае8Ш8 (у2).
Таблица 5 - Данные анализа полученной модели зависимой переменной _у2.
Standard Mahanan obis Distance
Case N Observed Predicted Residual Standard Standard Residual Error Deleted Cook
Value Value Predicted Predicted Residual Distance
Value
1 70,00000 67,84655 2,15345 1,94221 0,51279 3,030386 4,811318 4,4931 0,099351
2 54,00000 50,07146 3,92854 1,17097 0,93549 2,395933 2,663928 5,8244 0,104360
3 18,00000 23,41375 -5,41375 0,01434 -1,28916 2,810979 4,011904 -9,8084 0,407372
4 5,00000 5,66823 -0,66823 -0,75562 -0,15912 3,545479 6,924047 -2,3266 0,036466
5 44,00000 49,68716 -5,68716 1,15430 -1,35426 2,791981 3,945509 -10,1923 0,433958
6 36,00000 33,42458 2,57542 0,44869 0,61328 2,275604 2,313311 3,6460 0,036890
7 10,00000 9,79188 0,20812 -0,57670 0,04956 2,808937 4,004748 0,3766 0,000600
8 1,00000 -1,90362 2,90362 -1,08415 0,69143 3,042215 4,856123 6,1103 0,185173
9 26,00000 25,87274 0,12726 0,12103 0,03030 3,236173 5,615683 0,3133 0,000551
10 13,00000 13,54267 -0,54267 -0,41395 -0,12922 2,502542 2,989662 -0,8415 0,002377
11 0,00000 -2,22499 2,22499 -1,09809 0,52983 2,812874 4,018551 4,0356 0,069054
12 0,00000 1,80958 -1,80958 -0,92304 -0,43091 3,956069 8,845216 -16,0771 2,167800
Case N Observed Value Predicted Value Residual Standard Predicted Standard Residual Standard Error Predicted Value Mahanan obis Distance Deleted Residual Cook Distance
Минимум 0,00000 -2,22499 -5,68716 -1,09809 -1,35426 2,275604 2,313311 -16,0771 0,000551
Максимум 70,00000 67,84655 3,92854 1,94221 0,93549 3,956069 8,845216 6,1103 2,167800
Среднее 23,08333 23,08333 0,00000 -0,00000 0,00000 2,934098 4,583333 -1,2039 0,295329
Медиана 15,50000 18,47821 0,16769 -0,19981 0,03993 2,811926 4,015227 0,3450 0,084202
3
При концентрации 19 мг/м минимальное значение выживаемости S. choleraesuis достигается при времени обработки 84 минуты.
Результаты регрессионного анализа влияния параметров озонирования на выживаемость P. vulgaris приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Результаты регрессионного анализа влияния параметров
озонирования на выживаемость P. vulgaris.
Суммарная регрессия для зависимой переменной у: R= 0,92; R2= 0,86; F(5,6)=15,039; _p<0,00243;_
Beta -коэффициент Стандартная ошибка для Beta -коэффициен та В - коэффициент Стандартная ошибка для В -коэффициента Критерий Стьюдента t (3) р - уровень вероятност и
Шаг 97,70398 17,76103 5,50103 0,001513
Xl -3,10372 0,609329 -1,45343 0,28534 -5,09366 0,002235
X2 -1,64336 0,955489 -4,07926 2,37178 -1,71991 0,136241
XlX2 0,96233 0,287132 0,02296 0,00685 3,35154 0,015390
Xl2 1,74877 0,570308 0,00578 0,00189 3,06636 0,022045
X22 0,66086 0,942795 0,04936 0,07042 0,70096 0,509585
В результате проведённого исследования получена регрессионная модель, представленная уравнением:
у3 = 97,70398 - 3,10372 • х1 -1,64336 • х2 +1,74877 • х? + 0,96233х1 • х2 + 0,66086 • х22 (7) Данное уравнение описывает влияние параметров озонирования на выживаемость P. vulgaris. Коэффициент детерминации составил не менее 86%, что свидетельствует о высоком качестве полученной модели. Произведен расчет критерия Фишера, табличное значение которого, при
принятом уровне значимости 0,05, составило 5,6, а расчетное значение не менее 15,039, что подтверждает адекватность модели.
Проведена проверка значимости оценок параметров модели по критерию Стьюдента, незначимые параметры были убраны. В ходе испытаний модели, установлено, что она воспроизводит абсолютные значения с ошибкой не более чем в 0,1.
Рисунок 5 - Диаграмма влияния времени обработки (х1) и концентрации озона (х2) на выживаемость P. vulgaris (у3).
Для дальнейшего применения наиболее удобно использовать эмпирическую математическую модель, которая представлена полиномом второй степени в выражении (8). Полученная математическая модель даёт возможность проанализировать влияние времени обработки (xj) и концентрации озона (х2) в абсолютных единицах на выживаемость P. vulgaris (у3).
у3 = 97,703983-1,45343-х1 - 4,07926-х2 + 0,00578-х? + 0,02296х1 • х2 + 0,04936-х22 (8)
Проведённый анализ экспериментально полученных в ходе эксперимента значений зависимой переменной у3 и предполагаемых значений данной переменной регрессионной моделью представлен в таблице 7 и графически изображен на рисунках 5 и 6.
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
CN
X
0
20
40
60 Х1
80
100
I I > 80 I I < 80 | | < 60 120 □ < 40
0 < 20
1 I < 0
Рисунок 6 - Диаграмма влияния времени обработки (х^) и концентрации озона (х2) на проекцию поля выживаемости P. vulgaris (у3).
Таблица 7 - Данные анализа полученной модели зависимой переменной у3.
Standard Mahanan obis Distance
Case N Observed Predicted Residual Standard Standard Error Deleted Cook
Value Value Predicted Residual Predicted Residual Distance
Value
1 61,00000 53,47798 7,52202 1,97117 1,03899 5,224295 4,811318 15,6946 0,407861
2 35,00000 37,99039 -2,99039 1,15295 -0,41305 4,130516 2,663928 -4,4335 0,020345
3 9,00000 14,82165 -5,82165 -0,07106 -0,80412 4,846043 4,011904 -10,5475 0,158499
4 1,00000 -0,29002 1,29002 -0,86941 0,17819 6,112298 6,924047 4,4916 0,045726
5 43,00000 39,49269 3,50731 1,23232 0,48445 4,813291 3,945509 6,2857 0,055532
6 17,00000 25,72702 -8,72702 0,50508 -1,20543 3,923074 2,313311 -12,3548 0,142522
7 9,00000 6,00213 2,99787 -0,53700 0,41409 4,842524 4,004748 5,4250 0,041870
8 0,00000 -2,22184 2,22184 -0,97147 0,30690 5,244688 4,856123 4,6756 0,036481
9 10,00000 14,68094 -4,68094 -0,07849 -0,64656 5,579066 5,615683 -11,5251 0,250826
10 6,00000 5,39227 0,60773 -0,56921 0,08394 4,314308 2,989662 0,9424 0,001003
11 3,00000 -5,37862 8,37862 -1,13824 1,15731 4,849310 4,018551 15,1967 0,329470
12 0,00000 4,30541 -4,30541 -0,62663 -0,59469 6,820144 8,845216 -38,2512 4,128903
Минимум 0,00000 -5,37862 -8,72702 -1,13824 -1,20543 3,923074 2,313311 -38,2512 0,001003
Максимум 61,00000 53,47798 8,37862 1,97117 1,15731 6,820144 8,845216 15,6946 4,128903
Среднее 16,16667 16,16667 0,00000 -0,00000 0,00000 5,058296 4,583333 -2,0334 0,468253
Медиана 9,00000 10,34153 0,94888 -0,30774 0,13106 4,847676 4,015227 2,7170 0,099027
Рисунок 6 показывает, что минимальное значение выживаемости P. vulgaris при концентрации 19 мг/м достигается при времени обработки 64 минуты.
Результаты регрессионного анализа влияния параметров озонирования на выживаемость E. coli приведены в таблице 8.
Таблица 8 - Результаты регрессионного анализа влияния параметров озонирования на выживаемость E. coli
2 Суммарная регрессия для зависимой переменной у: R= 0,89; R = 0,80; F(5,6)=10,140; p<0,00687;
Beta -коэффициент Стандартная ошибка для Beta -коэффициен та В - коэффициент Стандартная ошибка для В -коэффициента Критерий Стьюдента t (3) р - уровень вероятност и
Шаг 136,8060 25,96033 5,26981 0,001884
Х1 -2,68680 0,729164 -1,5368 0,41707 -3,68477 0,010272
Х2 -2,46063 1,143401 -7,4604 3,46671 -2,15203 0,074897
Х1Х2 0,26826 0,343601 0,0078 0,01001 0,78072 0,464644
х2 1,84390 0,682468 0,0074 0,00276 2,70182 0,035490
Х22 1,82929 1,128211 0,1669 0,10292 1,62140 0,156058
В результате проведённого исследования получена регрессионная
модель, представленная уравнением:
у4 = 136,8060 - 2,6868 • х1 - 2,46063 • х2 +1,84390 • х? + 0,26826х1 • х2 +1,82929 • х22 (9) Данное уравнение описывает влияние параметров озонирования на выживаемость E. coli. Коэффициент детерминации составил не менее 80%, что свидетельствует о высоком качестве полученной модели. Произведен расчет критерия Фишера, табличное значение которого, при принятом
уровне значимости 0,05, составило 5,6, а расчетное значение не менее 10,140, что подтверждает адекватность модели.
Рисунок 7 - Диаграмма влияния времени обработки (xj) и концентрации озона (х2) на выживаемость E. coli (у4).
Проведена проверка значимости оценок параметров модели по критерию Стьюдента, незначимые параметры были убраны. В ходе испытаний модели, установлено, что она воспроизводит абсолютные значения с ошибкой не более чем в 0,1.
Для дальнейшего применения наиболее удобно использовать эмпирическую математическую модель, которая представлена полиномом второй степени в выражении (10). Полученная математическая модель даёт возможность проанализировать влияние времени обработки (х^) и концентрации озона (х2) в абсолютных единицах на выживаемость E. coli (У4).
у4 = 136,8060 -1,5368 • х1 - 7,4604 • х2 + 0,0074 • х? + 0,0078х1 • х2 + 0,1669 • х22 (10)
Проведённый анализ экспериментально полученных в ходе эксперимента значений зависимой переменной у4 и предполагаемых значений данной переменной регрессионной моделью представлен в таблице 9 и графически изображен на рисунках 7 и 8.
CN
X
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
0
I | < 100 I I < 80 I I < 60 120 О < 40 I I < 20 О < 0
Рисунок 8 - Диаграмма влияния времени обработки (xj) и концентрации озона (х2) на проекцию поля выживаемости E. coli (у4).
Установлено, что при концентрации 19 мг/м минимальное значение выживаемости E. coli достигается за 76 минут обработки.
Таблица 9 - Данные анализа полученной модели зависимой переменной у4.
Case N Observed Value Predicted Value Residual Standard Predicted Standard Residual Standard Error Predicted Value Mahanan obis Distance Deleted Residual Cook Distance
1 75,00000 72,20443 2,7956 1,92379 0,26418 7,636065 4,811318 5,8329 0,026369
2 47,00000 55,00008 -8,0001 1,16648 -0,75601 6,037348 2,663928 -11,8609 0,068158
3 39,00000 30,64515 8,3549 0,09443 0,78954 7,083194 4,011904 15,1370 0,152802
4 19,00000 22,15034 -3,1503 -0,27950 -0,29771 8,934011 6,924047 -10,9689 0,127645
5 61,00000 51,34214 9,6579 1,00547 0,91267 7,035323 3,945509 17,3085 0,197095
6 20,00000 34,72408 -14,7241 0,27397 -1,39144 5,734141 2,313311 -20,8448 0,189899
7 15,00000 11,54172 3,4583 -0,74647 0,32681 7,078051 4,004748 6,2582 0,026081
8 7,00000 5,39206 1,6079 -1,01717 0,15195 7,665872 4,856123 3,3837 0,008943
9 43,00000 36,15020 6,8498 0,33675 0,64731 8,154613 5,615683 16,8652 0,251407
10 10,00000 21,05648 -11,0565 -0,32765 -1,04485 6,305987 2,989662 -17,1451 0,155372
11 6,00000 0,92281 5,0772 -1,21390 0,47980 7,087969 4,018551 9,2088 0,056628
12 0,00000 0,87050 -0,8705 -1,21620 -0,08226 9,968630 8,845216 -7,7340 0,079007
Минимум 0,00000 0,87050 -14,7241 -1,21620 -1,39144 5,734141 2,313311 -20,8448 0,008943
Максимум 75,00000 72,20443 9,6579 1,92379 0,91267 9,968630 8,845216 17,3085 0,251407
Среднее 28,50000 28,50000 -0,0000 -0,00000 -0,00000 7,393434 4,583333 0,4534 0,111617
Медиана 19,50000 26,39775 2,2018 -0,09254 0,20807 7,085582 4,015227 4,6083 0,103326
Анализируя диаграммы влияния рассматриваемых факторов на выживаемость всех исследуемых тест-бактерий (рис. 2, 4, 6 и 8), видно, что наименьшая выживаемость достигается при концентрации озона 20±1 мг/м и экспозиции 84 минуты. Таким образом, рациональное время электротехнологического процесса озонирования яйцекладов птицефабрик представляет сумму полученной экспозиции и времени регулирования.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На базе экспериментальных исследований получены математические модели, описывающие влияние параметров электроозонирования помещения яйцесклада при концентрации озона 20 мг/м3 на выживаемость следующих возбудителей:
• S. aureus. Коэффициент детерминации составил 0,85. Инактивация тест-бактерий происходит при экспозиции 72 минуты.
• S. choleraesuis. Коэффициент детерминации составил 0,87. Инактивация тест-бактерий достигается при экспозиции 84 минуты.
• P. vulgaris. Коэффициент детерминации составил 0,86. Инактивация тест-бактерий происходит при экспозиции 64 минуты.
• E. coli. Коэффициент детерминации составил 0,80. Инактивация тест-бактерий достигается при экспозиции 76 минут.
Установлено, что наименьшая выживаемость рассматриваемых тест-бактерий при концентрации озона 20 мг/м достигается при экспозиции 84 минуты. Значение в 84 минуты принято за время работы электроозонатора.
Список литературы
1. Бородин И.Ф. Совершенствование предынкубационной обработки куриных яиц / И.Ф. Бородин, В.Ф. Сторчевой // Техника в сел. хоз-ве. -2002. -№ 2. - С. 32-33.
2. Волошин А.П. Исследование показателей качества управления электротехнологическим процессом озонирования яйцескладов птицефабрик. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 125. С. 429-442.
3. Волошин А. П. Параметры и режимы электротехнологического процесса озонирования яйцескладов птицефабрик. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина. Краснодар, 2016.
4. Волошин А.П. Экспериментальные исследования параметров и режимов электротехнологического процесса озонирования яйцескладов птицефабрик Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2016. № 121. С. 1136-1150.
5. Донсков А.П. Современные технологии в камерах газации инкубационных яиц / А.П. Донсков, А.А. Гончаров, А.П. Волошин // Международное научное периодическое издание по итогам Международной научно-практической конференции: «Новая наука: современное состояние и пути развития»: / в 4 ч. Ч.3 - Стерлитамак: РИЦ АМИ, 2016. - 238 с. С. 62-64.
6. Донсков А.П. Способы дезинфекции инкубационных яиц / А.П. Донсков, Д.Д. Кривчик, А. П. Волошин // Международное научное периодическое издание по итогам Международной научно-практической конференции: «Новая наука: стратегии и векторы развития» / в 2 ч. Ч.1 - Стерлитамак: РИЦ АМИ, 2016. - 181 с. С. 9-13.
7. Ксенз Н. В. Использование электроозонированного воздуха в сельскохозяйственном производстве / Н. В. Ксенз, И. Ф. Бородин // Техника в сел. хоз-ве. - 1993. - № 3. - С. 13-14.
8. Кривопишин И.П. Озон в промышленном птицеводстве. М.: Росагропромиздат, 1988. - 96 с.
9. Николаенко С. А. Параметры системы стабилизированного электроозонирования ульев при лечении бактериозов пчел. Диссертация. Краснодар: КубГАУ, 2010. - 180 с.
10. Нормов Д.А., Шевченко А.А., Шхалахов Р.С., Квитко А.В. Способ обработки яиц в инкубаторах / Патент на изобретение RUS 2343700. 08.10.2007.
11. Нормов Д. А. Электроозонные технологии в сельскохозяйственном производстве / Д.А. Нормов, И.Ф. Бородин // М.: «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук» №1, 2009.-С 57-59.
12. Овсянников Д.А. Учебное пособие для практических занятий в примерах по дисциплине «Планирование и обработка результатов исследований»: учеб. пособие / Д.А. Овсянников, С.А. Николаенко, Д.С. Цокур, А.П. Волошин // -Краснодар, 2014. -76 с.: ил.
13. Оськин С. В. Электротехнологии в сельском хозяйстве: учебник для студентов вузов / С.В. Оськин. - Краснодар: КубГАУ, 2016. - 501с.
14. Пат. РФ № 2417159, МПК С2 С01В13/11 (2006.01) Электроозонатор / Д.А. Овсянников, С.А. Николаенко, С.С. Зубович, А.П. Волошин, Д.С. Цокур; заявитель и патентообладатель КГАУ. - № 2009126863 заявл. 13.07.2009; опубл. 27.04.2011. Бюл. № 2. - 5 с.
15. Пат. РФ № 2429192, МПК С2 С01В13/11 (2006.01) Электроозонатор / Д. А. Овсянников, С.А. Николаенко, С.С. Зубович, А.П. Волошин, Д.С. Цокур; заявитель и патентообладатель КГАУ. - № 20091330067 заявл. 2.09.2009; опубл. 20.09.2011. Бюл. № 26. - 6 с.
References
1. Borodin I.F. Sovershenstvovanie predynkubacionnoj obrabotki kurinyh jaic / I.F. Borodin, V.F. Storchevoj // Tehnika v sel. hoz-ve. -2002. -№ 2. - S. 32-33.
2. Voloshin A.P. Issledovanie pokazatelej kachestva upravlenija jelektrotehnologicheskim processom ozonirovanija jajceskladov pticefabrik. Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017. № 125. S. 429-442.
3. Voloshin A.P. Parametry i rezhimy jelektrotehnologicheskogo processa ozonirovanija jajceskladov pticefabrik. Dissertacija na soiskanie uchenoj stepeni kandidata tehnicheskih nauk / Kubanskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet im. I.T. Trubilina. Krasnodar, 2016.
4. Voloshin A.P. Jeksperimental'nye issledovanija parametrov i rezhimov jelektrotehnologicheskogo processa ozonirovanija jajceskladov pticefabrik Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2016. № 121. S. 1136-1150.
5. Donskov A.P. Sovremennye tehnologii v kamerah gazacii inkubacionnyh jaic / A.P. Donskov, A.A. Goncharov, A.P. Voloshin // Mezhdunarodnoe nauchnoe periodicheskoe izdanie po itogam Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii: «Novaja nauka: sovremennoe sostojanie i puti razvitija»: / v 4 ch. Ch.3 - Sterlitamak: RIC AMI, 2016. - 238 s. S. 62-64.
6. Donskov A.P. Sposoby dezinfekcii inkubacionnyh jaic / A.P. Donskov, D.D. Krivchik, A.P. Voloshin // Mezhdunarodnoe nauchnoe periodicheskoe izdanie po itogam Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii: «Novaja nauka: strategii i vektory razvitija» / v 2 ch. Ch.1 - Sterlitamak: RIC AMI, 2016. - 181 s. S. 9-13.
7. Ksenz N. V. Ispol'zovanie jelektroozonirovannogo vozduha v sel'skohozjajstven-nom proizvodstve / N. V. Ksenz, I. F. Borodin // Tehnika v sel. hoz-ve. - 1993. - № 3. - S. 13-14.
8. Krivopishin I.P. Ozon v promyshlennom pticevodstve. M.: Rosagropromizdat, 1988. - 96 s.
9. Nikolaenko S.A. Parametry sistemy stabilizirovannogo jelektroozonirovanija ul'ev pri lechenii bakteriozov pchel. Dissertacija. Krasnodar: KubGAU, 2010. - 180 s.
10. Normov D.A., Shevchenko A.A., Shhalahov R.S., Kvitko A.V. Sposob obrabotki jaic v inkubatorah / Patent na izobretenie RUS 2343700. 08.10.2007.
11. Normov D.A. Jelektroozonnye tehnologii v sel'skohozjajstvennom proizvodstve / D.A. Normov, I.F. Borodin // M.: «Vestnik Rossijskoj akademii sel'skohozjajstvennyh nauk» №1, 2009.-S 57-59.
12. Ovsjannikov D.A. Uchebnoe posobie dlja prakticheskih zanjatij v primerah po discipline «Planirovanie i obrabotka rezul'tatov issledovanij»: ucheb. posobie / D.A. Ovsjannikov, S.A. Nikolaenko, D.S. Cokur, A.P. Voloshin // -Krasnodar, 2014. -76 s.: il.
13. Os'kin S.V. Jelektrotehnologii v sel'skom hozjajstve: uchebnik dlja studentov vuzov / S.V. Os'kin. - Krasnodar: KubGAU, 2016. - 501s.
14. Pat. RF № 2417159, MPK S2 S01V13/11 (2006.01) Jelektroozonator / D A. Ovsjannikov, S.A. Nikolaenko, S.S. Zubovich, A.P. Voloshin, D.S. Cokur; zajavitel' i patentoobladatel' KGAU. - № 2009126863 zajavl. 13.07.2009; opubl. 27.04.2011. Bjul. № 2. - 5 s.
15. Pat. RF № 2429192, MPK S2 S01V13/11 (2006.01) Jelektroozonator / D A. Ovsjannikov, S.A. Nikolaenko, S.S. Zubovich, A.P. Voloshin, D.S. Cokur; zajavitel' i patentoobladatel' KGAU. - № 20091330067 zajavl. 2.09.2009; opubl. 20.09.2011. Bjul. № 26. - 6 s.
