Технологическая линия по подготовке семян зерновых культур к посеву

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР К ПОСЕВУ Цугленок Н.В.

Цугленок Николай Васильевич - член-корреспондент РАН,

доктор технических наук, профессор, вице-президент, научный руководитель, Восточно-Сибирская ассоциация биотехнологических кластеров, г. Красноярск

Аннотация: в статье приведена технологическая линия по подготовке семян зерновых культур к посеву. Основываясь на технологии обеззараживания, включающей в себя увлажнение семян перед обработкой в электромагнитном поле частотой Ю6...Ю10 Гц, и на технических средствах, в которых может одновременно происходить как обеззараживание, так и сушка, была разработана технологическая схема линии для сушки семян сельскохозяйственных культур при их термическом обеззараживании на базе высокочастотного генератора типа ЛД 2-60/13 или ВЧГ 3-60/13 с общей потребляемой мощностью 100 кВА. Производительность всей линии составляет до 2 т/ч по семенам зерновых культур. Технология подготовки семян с-х культур с использованием ВЧ-оборудования работает следующим образом. Предварительно готовится раствор прилипателей -пленкообразователей, микроэлементов, биологически активных веществ. В водный раствор микроэлементов вводят биологически активные вещества (гуматы, гетеро-ауксин, гиббереллин, аминокислоты и т.д.) и прилипатели -пленкообразователи (ЖКУ, сахар, патока, силикатный клей и т.д.). Затем, за 3.15 мин до начала термической обработки, увлажняют семена раствором микроэлементов - прилипателей и биологически активных веществ. Такой промежуток времени (при дискретной обработке) вполне достаточен для проведения увлажнения и подготовки семян к обработке.

Ключевые слова: технологическая линия, подготовка семян, зерновые культуры, раствор микроэлементов, высокочастотный генератор ВЧГ 3-60/13 мощностью 100 кВА, термическая обработка семян.

Разработанная нами биоэнергетическая теория и концепция формирование и развитие структуры АПК, ее информационного обеспечения и устойчивого развития растениеводства позволяет в любой зоне сформировать экономически эффективный ВЧ и СВЧ комплекс производства семян с/х культур [7; 12; 22; 25; 26].

Нами предложены для использования в различных огроэкологических зонах более совершенные с/х культуры со своими технологиями возделывания с более высоким биознергетическом КПД по отношению к используемым растениям. Энергетически правильное эколого-географическое размещение в конкретнмх зонах и конкретных административных территориях похволит резко повысить продуктивность растениеводства и улучшить социальное положение сельских жителей. В качестве примера приводятся некоторые работы по испытанию новых культур и технологий в различных огроэкологических зонах [2; 4; 11; 17; 20; 30].

Разработанная теория энерготехнологического прогнозирования структуры технологических приемов в АПК, позволяет подобрать из них самые энергоэффективные для любых агроэкологических зональных условий и снизить себестоимость производства семян [27; 28].

Результаты наших исследований доказали, что для подготовки семян к посеву наиболее преемлемы более энергетически совершенные технологии ВЧ и СВЧ обработки и обеззараживания семян от вирусных, грибных и бактериальных инфекций, исключающие применение ядохимикатов [1; 6; 8; 10; 13; 14; 18; 19; 21; 23; 24].

Разработанные эффективные технологии сушки и обеззараживания семян и продуктов питания ИК-лучами и

ВЧ и СВЧ знергией позволяют получать экологически чистые семена и продовольствие [3; 5; 8; 10].

Разработка автоматизированных систем искуственного освещения, облучения и обогрева теплиц терморезисторами используется для выращивания первичного селекционного материала обработанного ВЧ и СВЧ энергией, позволяет получить 3 урожая семян и значительно увеличить коеффициет размножения селекционных коллекций в Сибирских условиях [9; 15; 16; 29].

В работе [28] более подробно изложен анализ существующих разработанных способов и методов применяемых и предлагаемых для увеличения урожайности с/х культур. Краткий обзор предложенный в данной работе указывает на большое кольчество работ в первом звене агроприемов подготовки семян к посеву в том числе и наших [1; 6; 8; 1 0;13; 14; 18; 19; 21; 23; 24].

Многоуровневая система исследований, представленная в общей методике х, предлагает на завершающем этапе биологического цикла из обработанных семян подготовить полученные семена к хранению с целью снижения их влажности и зараженности до выделения биологически ценных семян из щуплых, плохо выполненных и пораженных микрофлорой.

Поэтому изучение основных факторов энергетических воздействий на семена и корнеплоды перед их хранением, определение величины энерговоздействий на зараженность и снижение влажности является неотъемлемой частью общего цикла системных исследований термочастотного метода и его использования для этих целей.

Основываясь на технологии обеззараживания, включающей в себя увлажнение семян перед обработкой в электромагнитном поле частотой 106...1010 Гц, и на технические средства, в которых может одновременно происходить как обеззараживание, так и сушка, была разработана технологическая схема линии для сушки семян сельскохозяйственных культур при их термическом обеззараживании (рис.1).

Влажность адсорбента на выходе из рабочей камеры 4 не должна превышать 15.. .10%, иначе он начинает слипаться и имеет плохую сыпучесть.

В рабочей камере установлен температурный датчик, регистрирующий действительную температуру семян после выхода из зоны рабочего конденсатора. Кроме этого, сигнал с датчика температуры подается на блок изменения межэлектродного расстояния между пластинами рабочего конденсатора, который поддерживает температуру семян в заданных пределах, изменяя напряженность в рабочем конденсаторе.

При использовании высокочастотного генератора типа ЛД 2-60/13 или ВЧГ 3-60/13 с общей потребляемой мощностью 100 кВА производительность всей линии составит до 2 т/ч по обработанным семенам.

Основываясь на технологии обеззараживания, включающей в себя увлажнение семян перед обработкой в электромагнитном поле частотой 106.1010 Гц, и на технические средства, в которых может одновременно происходить как обеззараживание, так и сушка, была разработана технологическая схема линии для сушки семян сельскохозяйственных культур при их термическом обеззараживании (рис.1).

Влажность адсорбента на выходе из рабочей камеры 4 не должна превышать 15.10%, иначе он начинает слипаться и имеет плохую сыпучесть.

В рабочей камере установлен температурный датчик, регистрирующий действительную температуру семян после выхода из зоны рабочего конденсатора. Кроме этого, сигнал с датчика температуры подается на блок изменения межэлектродного расстояния между пластинами рабочего конденсатора, который поддерживает температуру семян в заданных пределах, изменяя напряженность в рабочем конденсаторе. При использовании высокочастотного генератора типа ЛД 2-60/13 или ВЧГ 3-60/13 с общей потребляемой мощностью 100 кВА производительность всей линии составит до 2 т/ч по обработанным семенам (рис. 1).

Технология подготовки семян с.-х. культур с использованием ВЧ-оборудования проводится следующим образом.

Предварительно готовят раствор прилипателей -пленкообразователей, микроэлементов, биологически активных веществ. В водный раствор микроэлементов вводят биологически активные вещества (гуматы, гетеро-ауксин, гиббереллин, аминокислоты и т.д.) и прилипатели -пленкообразователи (ЖКУ, сахар, патока, силикатный клей и т.д.). Затем, за 3.15 мин до начала термической обработки, увлажняют семена раствором микроэлементов-прилипателей и биологически активных веществ. Такой промежуток времени (при дискретной обработке) вполне достаточен для проведения увлажнения и подготовки семян к обработке. При переоборудовании существующих дискретных установок ВЧ для поточной обработки на транспортерах (ленточных, шнековых и т.д., обязательно изготовленных из диэлектрических материалов) семена предварительно увлажняют в объеме, соответствующем постоянной загрузке установки, с запасом работы на 3.15 мин.

сухой адсорбент

сухой адсорбент

Рис. 1. Технологическая схема термического обеззараживания и сушки семян сельскохозяйственных культур энергией электромагнитных полей: 1 -теплообменник; 2 - увлажнитель; 3 - бункер-дозатор семян; 4 - рабочая камера; 5 - бункер-дозатор адсорбента;6-

бункер-накопитель;7-регенерационный аппарат; 8 - ВЧ-генератор; 9 - коаксиальный фидер

При использовании разработанного электротермического оборудования на базе генераторов: ВЧД 2/2,5/81, ВЧД 21,6/40, ВЧД 3-6/81, ВЧД 4-4/40, ВЧД 4-10/27 экспозиция обработки контролируется скоростью ленты транспортера, встроенным в систему автоматического управления генератором, удельная мощность задается регулированием расстояния между пластинами рабочего конденсатора. Температура обработки семян контролируется с помощью термоэлементов.

В разработанной поточной линии первый элемент 17 (1), предназначенный для инкрустирования семян пленкообразующими составами с введением биологически активных веществ и микроэлементов, используется из серийного оборудования типа КПС-10, АПЗ-10 и самопередвижных машин ПС-10А, "Мобитокс-Супер", ПОШ-5 и т.

Поточная камера обработки семян представляет из себя высокочастотный модуль 20, стыкуемый с существующими генераторами типа ВЧД, позволяющий дистанционно управлять скоростью движения диска барабана или ленты транспортера и высотой подъема или опускания высокопотенциальной пластины рабочего конденсатора для регулирования напряженности электромагнитного поля в рабочей емкости ВЧ-генератора.

Список литературы

1. Влияние электромагнитного поля высокой частоты на энергию прорастания и всхожесть семян томата. Юсупова Г.Г., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Бастрон А.В., Бастрон Т.Н. Вестник КрасГАУ, 2002. С. 21.

2. Высокоэнергетическая кормовая культура топинамбур в кормопроизводстве Красноярского края. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Аникиенко Т.Н. Вестник КрасГАУ, 2007. № 4. С. 127-130.

3. Влияние импульсной инфракрасной сушки на сохранность активно действующих веществ. Алтухов И.В., Цугленок Н.В., Очиров В.Д. Вестник Ставрополья, 2015. № 1 (17). С. 7-10.

4. Имитационные модели пространственно распределенных экологических систем. Лапко А.В., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И. Ответственный редактор: д.т.н., профессор А.В. Медведев. Новосибирск, 1999.

5. Использование СВЧ энергии при разработке технологии диетических сортов хлеба. Цугленок Н.В., Юсупова Г.Г., Цугленок Г.И., Коман О.А. Ж. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2004. № 2. С. 16-17.

6. Исследование температурных полей при предпосевнойогбработке семян масленичных культур ЗМПСВЧ. Бастрон А.В., Исаев А.В., Мещеряков А.В., Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 2011. № 2-1. С. 4-8.

7. Концепция информатизации аграрной науки Сибири. Гончаров П.Л., Курцев И.В., Донченко А.С., Кашеваров Н.И., Чепурин Г.И. и др. СО РАСХН; отв. за выпуск А.Ф. Алейников, А.И. Оберемченко. Новосибирск, 2003.

8. Комплексная система обеззараживания зерна и продуктов его переработки. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г. М-во сел. хоз-ва РФ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2004.

9. Лабораторный практикум и курсовое проектирование по освещению и облучению. Долгих П.П., Кунгс Ян.А., Цугленок Н.В. Учебное пособие для студентов, М-во сел. хоз-ва РФ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. / Красноярск, 2002.

10. Методы и математические модели процесса обеззараживания продовольственного зерна. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г. Учеб. пособие для студентов вузов. М-во сел. хоз-ва РФ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2004.

11. Мелкоплодные яблоки Сибири в функциональном питании. Типсина Н.Н., Цугленок Н.В. Вестник_КрасГАУ, 2009. № 1 (28). С. 152-155.

12. Оценка влияния оптимальных показателей работы машинно-тракторных агрегатов на энергозатраты технологического процесса. Цугленок Н.В., Журавлев С.Ю. Вестник КрасГАУ, 2010. № 10 (49). С. 146-152.

13. Обеззараживание и подготовка семян к посеву. Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 1984. № 4. С. 4.

14. Обеззараживающее действие электромагнитного поля высокой частоты на семена томата. Юсупова Г.Г., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Бастрон А.В., Бастрон Т.Н. Вестник КрасГАУ, 2002. С. 33.

15. Резисторы из композитов в системах энергообеспечения агропромышленных комплексов. Горелов С.В., Кислицин Е.Ю., Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 2006. № 6. С. 314319.

16. Резисторы в схемах электротеплоснабжения. Горелов С.В., Кислицин Е.Ю., Цугленок Н.В. КрасГАУ. Красноярск, 2008 (2-е издание, переработанное и дополненное).

17. Состояние социально-трудовой сферы села и предложения по еерегулированию. Ежегодный Доклад по результатам мониторинга 2006 г. / Ответственные за подготовку Доклада: Д.И. Торопов, И.Г. Ушачев, Л.В. Богдаренко. Москва, 2007. Том Выпуск 8.

18. Способ обработки семян и устройство для его осуществления. Цугленок Н.В., Шахматов С.Н., Цугленок Г.И. Патент на изобретение RUS 2051552 22.04.1992.

19. Система защиты зерновых и зернобобовых культур от семенных инфекций. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Халанская А.П. М-во сел. хоз-ва Рос. Федерации. Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2003.

20. Технология и технические средства производства экологически безопасных кормов. Цугленок Н.В., Матюшев В.В. М-во сел. хоз-ва РФ, Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2005.

21. Технология и технические средства обеззараживания семян энергией СВЧ-поля. Бастрон А.В., Мещеряков А.В., Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 2007. № 1. С. 268-271.

22. Цугленок Н.В. Формирование и развитие технологических комплексов растениеводства. Вестник КрасГАУ, 1997. № 2. С. 1.

23. Цугленок Н.В. Формирование и развитие структуры электротермических комплексов подготовки семян к посеву. Авт-т дис.. докт. техн. наук / КрасГАУ. Барнаул, 2000.

24. Цугленок Н.В. Формирование и развитие структуры электротермических комплексов подготовки семян к посеву. Диссерт. на соискание док-ра техн. наук / Красноярск, 2000.

25. Цугленок Н.В. Концепция устойчивого развития АПК Красноярского края. Вестник КрасГАУ, 1996. № 1. С. 1.

26. Цугленок Н.В. Биоэнергетическая концепции формирования технологических комплексов АПК. Вестник КрасГАУ,1998. № 3. С. 9.

27. Цугленок Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование структуры АПК. Вестник КрасГАУ, 2000. № 5. С. 1.

28. Цугленок Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование. Учеб. пособие для студентов вузов по агроинженер. специальностям. М-во сел. хоз-ва РФ. КрасГАУ. Красноярск, 2004.

29. Энерготехнологическое оборудование тепличных хозяйств. Цугленок Н.В., Долгих П.П., Кунгс Ян.А. Учебное пособие для вузов / КрасГАУ. Красноярск, 2001.

30. Эколого-энергетические и медико-биологические свойства топинамбура. Аникиенко Т.И., Цугленок Н.В. М-во сельского хоз-ва РФ. КрасГАУ. Красноярск, 2008.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ЭНЕРГОПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Цугленок Н.В.

Цугленок Николай Васильевич - член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор, вице-президент,

научный руководитель, Восточно-Сибирская ассоциация биотехнологических кластеров, г. Красноярск

Аннотация: в статье рассматривается энергетическая система формирования энергопродуктивности

растениеводства. Функционально процесс управления энергопродуктивностью растениеводства путем рационального формирования энергоэкономичного технологического комплекса может быть представлен системой энергетических взаимосвязей с отражением в явном виде целей каждой подсистемы, выраженных в одних и тех же единицах и подчиняющихся системной иерархии, для возможности рассмотрения компромиссных решений и сравнения различных вариантов применения отдельных агроприемов или технологических комплексов в целом при производстве продукции растениеводства. Используя единую энергетическую систему единиц в конкретных агроэкологических зонах, проводится анализ энергопродуктивности различных с-х культур, задействованных в производстве продукции растениеводства, и формируется предполагаемая структура посевных площадей с включением в нее культур с максимальным энергосодержанием для конкретного