Проекты участников финального этапа НТТМ-2017

← К списку проектов

Проект
Scanomilk — мобильный анализатор качества молока
НТТМ-2017-1550 | Категория II

Автор:

Патрушев Николай Владимирович

Патрушева Ксения Владимировна

Научный руководитель:
Патрушев Николай Владимирович
Организация:
Башкирский государственный университет,
Республика Башкортостан, Уфа
Цель работы
Молоко - продукт первой необходимости, являющийся основой детского и взрослого питания. Производство и реализация некачественной фальсифицированной и контрафактной продукции наносит прямой ущерб здоровью людей. Это означает, что контроль качества молока – одна из составляющих проблемы здорового питания. Зачастую анализаторы молока – габаритные и дорогостоящие агрегаты, доступные только крупным предприятиям. В связи с этим нашей задачей была разработка недорогого мобильного анализатора.
Обзор предметной области
На данный момент в России около 80% рынка анализаторов молока - это приборы марок Лактан (Сибагорприбор) и Клевер (Биомер), принцип работы которых основан на измерении скорости и степени затухания ультразвуковых колебаний при прохождении их в молоке при двух различных температурах. Но для простого потребителя молока эти приборы недоступны ввиду стоимости (от 37 400 рублей), мобильности (габариты 30х14х11 см) и сложности проводимых для измерения операций.
На мировом рынке весьма популярны агрегаты от Foss и BENTLEY INSTRUMENTS, принцип их измерений не ограничен ультразвуковыми методами, они в разы дороже, габаритней и сложнее. И пригодны только для лабораторного анализа.
Данный проект - решение задачи Международного турнира естественных наук (г. Санкт - Петербург). Анализируя литературу мы увидели несколько заметок о анализе молока светом различных длин волн и провели свою серию экспериментов.
Взяли фотоаппарат и закрепили его на штативе, поставили под объектив чашку Петри, а под чашку Петри световод, который был подсоединен к коробке с красным и зеленым светодиодами. Сняв серии изображений при включенном красном и при включенном зеленом светодиодах с разными образцами молока мы заметили, что диаметр и яркость цветных кругов разная.
Описание результатов проекта
Итогом наших экспериментов стал проект Scanomilk - цилиндрический бокс из пластмассы высотой 8 см и диаметром 7 см, состоящий из 2 частей - верхней и нижней.
В верхней части снаружи подразумевается установка сенсорного дисплея, системного блока и кнопки включения, а внутри - фотокамеры 13 MPX. В нижней части внутри - встроенная чашка Петри диаметром 3,5 см, под чашкой расположен двухцветный светодиод с определенными длинами волн излучения.
При включении должно запускаться программное обеспечение, с помощью которого мы сможем задать цвет излучения светодиода в нижней части бокса и снять серию изображений камерой в верхней части бокса.
Как все работает?
1) В чашку Петри заливается 5 мл гомогенизированного молока, бокс закрывается.
2) По очереди включаются светодиоды и снимаются серии изображений.
3) При помощи программного обеспечения изображения анализируются и сравниваются с эталоном, заложенным в память.
4) На экране выводится результат.
Диаметр красных пятен, при сравнении с эталоном, указывает на содержание жира, зеленых - общего белка.
Описание применимости
Проект в своем роде уникален тем, что методика, по которой проводятся измерения, не применяется, а ее простота делает прибор в разы дешевле конкурентов при определенном необходимом наборе характеристик.
Рисками проекта можно отметить корректность и правильность написания программного обеспечения, а также усовершенствование и увеличение параметров измерения прибора при относительно невысокой стоимости (около 100-120 $). А также необходимость правильной разработки маркетинговой составляющей.
Рынком сбыта прибора будут являться частные лица и домашние хозяйства, которые производят около 47% молока в стране.
Потребителям и домашним хозяйствам прибор будет необходим для возможности проверки качества молока в домашних условиях, фермерским хозяйствам – для установления параметров производимой в хозяйствах продукции с целью дальнейшей продажи или запуска в производство. На данный момент эти операции указанным потребителям «не по карману» в виду высокой стоимости анализаторов качества молочной продукции – от 670 $ до сотен тысяч (Foss).
Подытожим: плюсами и преимуществами проекта можно считать:
1) Мобильность (параметры);
2) Автономность (низкая потребность в энергии);
3) Простота в использовании;
4) Стоимость при наборе необходимых характеристик;
Также к ним можно отнести то, что продукт будет ориентирован на совсем иной сегмент потребителей.
Проект нацелен на увеличение конкуренции на рынке молочной продукции, что должно привести к увеличению качества, которое поспособствует оздоровлению населения страны и росту конкурентоспособности России на международном рынке в данном сегменте относительно нынешних показателей.
Дальнейшее развитие проекта
В ближайшее время мы хотим перейти от лабораторных исследований при помощи макета (без системной части, но с работающими светодиодами, что позволяет ставить эксперименты) к созданию первого прототипа, определяющего содержание жиров и общего белка. Самой ответственной задачей для нас является написание программного обеспечения, так как в нем и будет крыться вся суть работы прибора. В случае удачи - будем презентовать потенциальным покупателям. А также хотим продолжить исследования и определить какие еще длины волн света определяют компоненты молока. Данные исследования необходимы для усовершенствования прибора и увеличения точности проводимых анализов.

Информация предоставлена участником конкурса. Организаторы конкурса не несут ответственности за содержание информации о проекте.

← К списку проектов




Список всех проектов финального этапа с датами защиты

 

© Всероссийский конкурс научно-технического творчества молодежи НТТМ

E-mail: info@konkurs-nttm.ru