4-санға «Автоматтандыру және ақпараттық технологиялар», «Азық-түлік инженериясы және биотехнология», сондай-ақ «Химиялық технология» бағыттары бойынша мақалалар қабылдау жабылды.

Приём статей в четвёртый номер по направлениям «Автоматизация и информационные технологии», «Пищевая инженерия и биотехнология», а также «Химическая технология» закрыт.

Submissions for the fourth issue in the fields of Automation and Information Technology, Food Engineering and Biotechnology, as well as Chemical Technology, are now closed.

Preview

Шәкәрім Университетінің Хабаршысы. Техникалық ғылымдар сериясы

Кеңейтілген іздеу

БИДАЙ САБАНЫНАН ҚАНТТАРДЫ АЛУ ПРОЦЕСІН БАСҚАРУДЫҢ АВТОМАТТАНДЫРЫЛҒАН ЖҮЙЕСІН ҚЫШҚЫЛДЫҚ ЖӘНЕ ФЕРМЕНТАТИВТІ ГИДРОЛИЗДІ МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬДЕУ НЕГІЗІНДЕ ӘЗІРЛЕУ ЖӘНЕ ЕНГІЗУ

https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-2(22)-5

Толық мәтін:

Аңдатпа

Ұсынылған жұмыста динамикалық кинетикалық модельді модельге негізделген болжамды басқару контурына интеграциялау арқылы жүзеге асырылған бидай сабанының екі сатылы гидролизін басқарудың автоматтандырылған жүйесін әзірлеу және эксперименттік верификациялау нәтижелері берілген. Басқару объектісі сызықтық емес динамикамен, технологиялық шектеулердің болуымен және шикізат құрамының, соның ішінде целлюлоза, гемицеллюлоза және лигнин мөлшерінің өзгеруіне жоғары сезімталдықпен сипатталады, бұл болжамды басқару әдістерін қолдануды негіздейді.

АБЖ құрылымында иерархиялық архитектура іске асырылған: жергілікті PID-реттегіштер температуралық және pH режимдерін тұрақтандырады, ал модельге негізделген болжамды басқару температура, қысым және өңдеу уақыты бойынша шектеулерді ескере отырып, қант шығымын максимизациялау критерийі бойынша басқарушы әсерлерді оңтайландырады. Математикалық модель қышқылды гидролиз кинетикасын (гемицеллюлоза-ксилоза-фурфурол) және ферменттердің ингибирленуі мен инактивациясын ескеретін модификацияланған Михаэлис-Ментен теңдеуіне негізделген ферментативті кезеңді қамтиды.

Басқару 1 минуттық қадаммен дискретті күй моделінде және өтпелі процестерді ескере отырып жүзеге асырылады. Жүйе деректерді жинау және визуализациялау үшін SCADA-мен біріктірілген бағдарламаланатын логикалық контроллер негізінде жүзеге асырылған. Эксперименттік апробация нәтижелері қант шығымының 76-85 %-ға дейін артуын, вариация коэффициентінің 4 %-ға дейін төмендеуін, ингибиторлар концентрациясының азаюын, тұрақтану уақыты мен энергия шығындарының қысқаруын, сондай-ақ жүйенің сыртқы әсерлер мен шикізат құрамының өзгерістеріне төзімділігін көрсетті.

Авторлар туралы

Р. С. Бекбаева
Шәкәрім университеті
Қазақстан

Роза Серікжанқызы Бекбаева – техника ғылымдарының кандидаты, «Автоматтандыру және ақпараттық технологиялар» кафедрасының қауымдастырылған профессоры, 

071412, г. Семей, ул. Глинки, 20А



М. Д. Сарбаева
Шәкәрім университеті
Қазақстан

Меруерт Даулетханқызы Сарбаева – «Автоматтандыру және ақпараттық технологиялар» кафедрасының докторанты, 

071412, г. Семей, ул. Глинки, 20А



К. С. Бекбаев
Шәкәрім университеті
Қазақстан

Қайрат Серікжанұлы Бекбаев – техника ғылымдарының кандидаты, қауымдастырылған профессор, «Биоинженерлік жүйелер» кафедрасының меңгерушісі, 

071412, г. Семей, ул. Глинки, 20А



Г. Б. Абдилова
Шәкәрім университеті
Қазақстан

Ғалия Бекенқызы Абдилова – техника ғылымдарының кандидаты, «Биоинженерлік жүйелер» кафедрасының қауымдастырылған профессоры, 

071412, г. Семей, ул. Глинки, 20А



Н. А. Айманбетов
Шәкәрім университеті
Қазақстан

Нұргелді Алтынбекұлы Айманбетов – «Биоинженерлік жүйелер» кафедрасының докторанты, 

071412, г. Семей, ул. Глинки, 20А



Әдебиет тізімі

1. Lignocellulosic biomass to bioethanol: a comprehensive review with a focus on pretreatment / S.H. Mood et al // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2013. – Vol. 27. – P. 77-93.

2. The role of pretreatment in improving the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials / S. Sun et al // Bioresource Technology. – 2016. – Vol. 199. – P. 49-58.

3. Acid hydrolysis of wheat straw: A kinetic study / E. Guerra-Rodríguez et al // Biomass and Bioenergy. – 2012. – Vol. 36. – P. 346-355.

4. A review on delignification of lignocellulosic biomass for enhancement of ethanol production potential / R. Singh et al // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2014. – Vol. 32. – P. 713- 728.

5. Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass / H. Ostby et al // Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. – 2020. – Vol. 47. P. 623-657.

6. Areeya S. Model predictive control of enzymatic hydrolysis reactor / S. Areeya, M. Sriariyanun // Springer. Lecture Notes in Networks and Systems. – 2021. – Vol. 251, E3. – P. 257-266.

7. Development of novel bioreactor control systems based on smart sensors and actuators / B. Wang et al // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. – 2020. – Vol. 8. – Article 7.

8. Евстафьев С.Н. Активация полисахаридов соломы пшеницы для ферментативного гидролиза методом высокотемпературного этанолиза / С.Н. Евстафьев, Е.С. Фомина // Биотехнология. – 2024. – Vol. 40, № 2. – С. 62-67.

9. Чемерис О.В. Ферментативный гидролиз соломы пшеницы и ячменя препаратом целлюлаз гриба Irpex lacteus / О.В. Чемерис // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. – 2025. – № 1. – С. 70-74.

10. Кедельбаев Б.Ш. Получение полисахаридов из пшеничной соломы / Б.Ш. Кедельбаев // Архивариус. – 2016. – № 5(9). – С. 623-657.


Рецензия

Дәйектеу үшін:


Бекбаева Р.С., Сарбаева М.Д., Бекбаев К.С., Абдилова Г.Б., Айманбетов Н.А. БИДАЙ САБАНЫНАН ҚАНТТАРДЫ АЛУ ПРОЦЕСІН БАСҚАРУДЫҢ АВТОМАТТАНДЫРЫЛҒАН ЖҮЙЕСІН ҚЫШҚЫЛДЫҚ ЖӘНЕ ФЕРМЕНТАТИВТІ ГИДРОЛИЗДІ МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬДЕУ НЕГІЗІНДЕ ӘЗІРЛЕУ ЖӘНЕ ЕНГІЗУ. Шәкәрім Университетінің Хабаршысы. Техникалық ғылымдар сериясы. 2026;(2(22)):50-58. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-2(22)-5

For citation:


Bekbayeva R.S., Sarbayeva M.D., Bekbayev K.S., Abdilova G.B., Aimanbetov N.A. DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF AN AUTOMATED CONTROL SYSTEM FOR SUGAR EXTRACTION FROM WHEAT STRAW BASED ON MATHEMATICAL MODELING OF ACID AND ENZYMATIC HYDROLYSIS. Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences. 2026;(2(22)):50-58. (In Russ.) https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-2(22)-5

Қараулар: 343

JATS XML


ISSN 2788-7995 (Print)
ISSN 3006-0524 (Online)
X