Оптимізація виробництва екстракту з зародків пшениці з використанням інформаційних технологій

Аналогічно зробити з зародками пшениці, вирощеними у присутності тих солей, додавання яких максимально збільшило довжину корінців та проростків зерен пшениці.

 

 

2.2. Дослідження вмісту вітаміну Е в екстракті

 

 

Під час взаємодії α-токоферолу (вітаміну Е) із концентрованою азотною кислотою суміш забарвлюється у червоний колір, інтенсивність якого пропорційна концентрації вітаміну Е й може бути визначена колориметрично.

Готують 2 пробірки, наливаючи в них по 2,5 мл екстракту:

- у пробірку № 1– спиртовий  екстракт зародків пшениці, пророщеної  без додавання солей;

- у пробірку № 2 – спиртовий  екстракт зародків пшениці, пророщеної  з додаванням солей 

Далі до кожної із цих пробірок  додають по 0,5 мл розчину азотної кислоти (рис. 2.1) й ставлять у киплячу водяну баню на 3 хв. Потім пробірки охолоджують і залишають у темному місці на 15 хв. Об’єм рідини в кожній пробірці доводять етанолом до 5 мл, перемішують і фотометрують за λ = 470 нм (синій світлофільтр).

Рис. 2.1. Екстракти зародків пшениці

 із додаванням HNO3(к)

Одночасно для побудови калібрувальної кривої таким самим чином обробляють проби з відомим вмістом вітаміну Е. Для цього використовують 0,05 %-й спиртовий розчин α-токоферолу (0,05 мг вітаміну міститься в 1 мл розчину). У чотири пробірки наливають по 0,5; 1,0; 1,5; 2 мл розчину вітаміну й доводять загальний об’єм рідини в кожній пробірці етанолом до 2,5 мл

На осі ординат відкладають оптичну густину, на осі абсцис – концентрацію вітаміну Е, мг/мл. Концентрацію вітаміну Е в екстрактах визначають за калібрувальною кривою [18].

 

 

 

 

РОЗДІЛ 3

ВИКОРИСТАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ

 

Для оптимізації виробництва екстракту з зародків пшениці були використані такі комп’ютерні програми, як Microsoft Excel та AutoCad.

 

 

3.1. Опис програми Microsoft Excel та Mathcad

 

Microsoft Excel

 

Microsoft Excel (MS) - одна з програм пакету Microsoft Office, що являє собою програмований табличний калькулятор.

За допомогою MS Excel можна:

• працювати з тривимірними таблицями, кожна з яких представляє собою пойменовану сукупність двовимірних таблиць;
• будувати діаграми за даними з різних таблиць;
• автоматично заповнювати табличні комырки числовими чи іншими послідовностями (дні тижня, місяці, роки і т. д.), в тому числі й заданими користувачами;
• працювати із зовнішніми базами даних;

використовувати велике число вбудованих функцій, що дозволяють при проектуванні таблиць виконувати фінансові, математичні, статистичні та інші розрахунки;

• вирішувати нелінійні рівняння та оптимізаційні задачі;
• використовувати мови програмування для реалізації нестандартних функцій;
• створювати прості схеми за допомогою вбудованого графічного редактора;
• використовувати систему роботи з картами, що дозволяє проводити регіональний аналіз економічних, демографічних та інших даних і представляти їх у зручному для сприйняття вигляді;
• захищати всі або частину даних від некваліфікованого користувача або несанкціонованого доступу [19].

 

Mathcad

 

Mathcad – система комп'ютерної алгебри з класу систем автоматизованого проектування, орієнтована на підготовку інтерактивних документів із обчисленнями і візуальним супроводом, відрізняється легкістю використання та застосування для колективної роботи. Mathcad був задуманий і спочатку написаний Алленом Раздовом [20] із Массачусетського технологічного інституту (MIT), співзасновником компанії Mathsoft, яка з 2006 року є частиною корпорації PTC ( Parametric Technology Corporation ). Програма дозволяє виконувати чисельні і символьні обчислення, проводити операції зі скалярними величинами, векторами та матрицями, автоматично переводити одні одиниці вимірювання в інші.

Серед можливостей Mathcad можна виділити:

рішення диференціальних рівнянь, двовимірних і тривимірних графіків функцій (у різних системах координат, контурні, векторні і т. д.);

• використання грецького алфавіту як в рівняннях, так і в тексті;
• виконання обчислень в символьному режимі;
• виконання операцій із векторами і матрицями;
• символьне рішення систем рівнянь, апроксимація кривих;
• пошук коренів многочленів і функцій;
• проведення статистичних розрахунків і робота з розподілом вірогідності;
• пошук власних чисел і векторів;
• обчислення із одиницями виміру;
• за допомогою Mathcad інженери можуть документувати всі обчислення у процесі їх проведення.

Нова версія Mathcad Prime 3.0 може:

• обчислювати та спрощувати символьні вирази;
• використовуватися для обчислення інтегралів і похідних функцій;
• розв'язувати системи лінійних алгебраїчних рівнянь , працювати з матрицями і визначниками;
• розв'язувати системи нелінійних алгебраїчних рівнянь;
• будувати графіки як в декартових і циліндричних, так і в полярних координатах, різні діаграми і гістограми;
• створювати програми з розгалуженими і циклічними алгоритмами;
• вирішувати диференціальні рівняння;
• вирішувати задачі теорії ймовірності та математичної статистики;
• здійснювати обмін інформацією із іншими додатками операційної системи Windows, такими, як Excel, Powerpoint, Word;
• документувати розрахунки і створювати звітну документацію;
• має більше 600 вбудованих математичних функцій;
• підтримка шаблонів документів, форматування тексту, форматування формул; покращений модуль роботи з 3-D графікам;
• " математика в тексті " - можливість вводити формули безпосередньо в тексті [21].

 

У даній курсовій роботі результати досліджень були представлені за допомогою програми MS Excel, так як для усіх необхідних розрахунків було зручно користуватися електронними таблицями з подальшою побудовою графіків.

 

 

3.2. Використання програми Microsoft Excel при виробництві екстракту

 

 

Під час виробництва екстракту з зародків пшениці за допомогою MS Excel були обраховані, проаналізовані та представлені на діаграмах та графіку результати експерименту, за якого визначалася інтенсивність впливу суміші солей KCl та СаСl2 різної концентрації на ріст і масу проростків та корінців зерен пшениці, а також вміст у пророщених зернах вітаміну Е.

Середні значення по масі пророщених зерен пшениці та по довжині їх проростків після додавання зазначених солей розраховувалися в MS Excel (рис.3.1)

Рис. 3.1. Розрахунок середнього значення довжини проростків із додаванням розчинів KCl та СаСl2 концентрацією 2,2 г/л та 1,65 г/л відповідно під час пророщування зерен пшениці

Нижче графічно з використанням MS Excel зображена залежність довжини (рис. 3.2 - 3.3) та маси (рис.4.3) проростків та корінців від концентрації солей, які були додані під час пророщування.

Рис.3.2 Залежність довжини проростків від додавання розчинів KCl та СaCl2 різної концентрації під час пророщування зерен пшениці:

х – концентрація суміші солей KCl та СаСl2 у водному розчині;

у – довжина проростків зародків пшениці

Отже, максимальний вплив на проростки зерен пшениці має суміш солей KCl та СаСl2 концентрацією 3,3 г/л та 2,55 г/л відповідно. Середня довжина проростків, вирощених при додаванні цієї  суміші солей, порівняно з контролем збільшилася на 6%: із 3,95 см до 4,2 см.

Рис.3.3 Залежність довжини корінців від додавання розчинів KCl та СaCl2 різної концентрації під час пророщування зерен пшениці:

х – концентрація суміші солей KCl та СаСl2 у водному розчині;

у – довжина корінців зародків пшениці

Отже, максимальний вплив на корінці зерен пшениці має суміш солей KCl та СаСl2 концентрацією 3,3 г/л та 2,55 г/л відповідно. Середня довжина корінців, вирощених при додаванні цієї  суміші солей, порівняно з контролем збільшилася на 14 %: із 5,26 см до 6,14 см.

Рис.3.4 Залежність маси проростків та корінців пшениці від додавання розчинів KCl та СaCl2 різної концентрації під час пророщування зерен пшениці:

х – концентрація суміші солей KCl та СаСl2 у водному розчині;

у – маса проростків та корінців зародків пшениці

Рис. 3.5 Побудова графіків в MS Excel

Отже, максимальний вплив на масу корінців та проростків зерен пшениці, як видно з діаграм, має суміш солей KCl та СаСl2 концентрацією 3,3 г/л та 2,55 г/л відповідно. Середня маса корінців та проростків, вирощених при додаванні цієї  суміші солей, порівняно з контролем збільшилася на 10% із 1,01 г до 1,12 г.

Під час виробництва препарату ставилася задача віднайти із кількох варіантів сировини – зародків пшениці, вирощених при додаванні солей KCl та СаСl2 різних концентрацій – екстракт із найвищим вмістом в ньому вітаміну Е. Після виконання ряду задач для поставленої цілі, варто було побудувати калібрувальну криву, що й допомогла зробити програма MS Excel (рис.3.6).

 

Рис. 3.6 Визначення вмісту вітаміну Е в екстрактах за допомогою калібрувальної кривої побудованої в MS Excel

Отже, кількість вітаміну Е в екстракті з зародків пшениці, вирощених без додавання солей, - 0,023 мг/мл; а з додаванням суміші солей KCl та СаСl2 концентрацією 3,3 г/л та 2,55 г/л відповідно, - 0,027 мг/мл, тобто кількість вітаміну Е в екстракті збільшилася на 15 %.

 

3. Опис програм AutoCad та КОМПАС

 

AutoCad

 

AutoCAD – універсальна графічна система, в основу структури якої покладено принцип відкритої архітектури, що дозволяє адаптувати і розвивати багато функцій AutoCAD стосовно конкретним завданням і вимогам.

Комплекс AutoCAD – відома програмна продукція, призначена для автоматизації проектно-конструкторських робіт. За своїми можливостями він може бути віднесений до САПР (системи автоматизованого проектування) середнього рівня. Ранні версії AutoCAD оперували невеликим числом елементарних об'єктів, такими як кола, лінії, дуги та текст, із яких складалися більш. Однак на сучасному етапі можливості AutoCAD вельми широкі.

Такі системи, як правило, надають можливість автоматизованого параметричного моделювання тривимірних об'єктів, що складаються із декількох сотень компонентів, забезпечують організацію проектно-конструкторських робіт підрозділів підприємства, обмін даними з іншими САПР, автоматизацію документообігу і випуск конструкторської документації.

Швидкість і легкість, із якими створюються тривимірні моделі проектованих виробів, широкі можливості їх перетворення і редагування, різні способи отримання плоских зображень цих виробів (видів, розрізів, перетинів) , асоціативно пов'язаних з моделями – все це забезпечує величезну економію часу в порівнянні з «ручним » кресленням.

Сучасний пакет AutoCAD дозволяє працювати одночасно з декількома кресленнями, має потужні засоби візуалізації створюваних тривимірних об'єктів і розширені можливості адаптації системи до вимог користувача, забезпечує зв'язок графічних об'єктів із зовнішніми базами даних, дозволяє переглядати та копіювати компоненти креслення без відкриття його файлу, редагувати зовнішні посилання і блоки, які у зовнішніх файлах [22, 23].

 

КОМПАС

 

«КОМПАС» - сімейство систем автоматизованого проектування із можливостями оформлення проектної та конструкторської документації згідно стандартам серії системи конструкторської документації (СКД) і системи проектної документації для будівництва (СПДБ). Розробляється російською компанією «Аскон». Назва є акронімом від фрази «комплекс автоматизованих систем».

Програми даного сімейства автоматично генерують асоціативні види тривимірних моделей (у тому числі розрізи, перетини , місцеві розрізи, місцеві види, види по стрілці, види з розривом ). Всі вони асоційовані з моделлю: зміни в моделі призводять до зміни зображення на кресленні. Стандартні види автоматично будуються в проекційному зв'язку. Дані в основному написі креслення (позначення, найменування, маса) синхронізуються із даними з тривимірної моделі. Є можливість зв'язку тривимірних моделей і креслень зі специфікаціями, тобто при « належному» проектуванні специфікація може бути отримана автоматично; окрім того, зміни в кресленні або моделі будуть передаватися в специфікацію, і навпаки.