Обоснование необходимости разработки дозатора для внесения в плющеное фуражное зерно порошкообразной серы в качестве консерванта

УДК 631.362.7

ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ ДОЗАТОРА ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ В ПЛЮЩЕНОЕ ФУРАЖНОЕ ЗЕРНО ПОРОШКООБРАЗНОЙ СЕРЫ

В КАЧЕСТВЕ КОНСЕРВАНТА

© 2015

М. С. Жужин, аспирант

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Аннотация. Во все времена важной проблемой сельскохозяйственного производства было не только собрать урожай, но и обеспечить его сохранность в течение длительного периода. Основным условием успешного сохранения зерна было замедление или прекращение в нём жизненных процессов. На данный момент популярно и экономически оправдано обеспечение сохранности фуражного зерна повышенной влажности за счёт химического или биологического консервирования. Консерванты производится в жидкой и сухой формах. Привлекательность использования с этой целью порошкообразной серы заключается в том, что стоимость обработки является наименьшей по сравнению с её аналогами. Использование порошкообразной серы сдерживается из-за отсутствия надёжного и простого оборудования для её внесения в корма. Для реализации этой задачи нами разработано дозирующее устройство.

Ключевые слова: анаэробные условия, дозирующие устройства, консерванты, непрерывный принцип подачи материала, новая технология, плющение, порошкообразная сера, стоимости обработки, фуражное зерно.

Проблема сохранения фуражного зерна повышенной влажности имеет важное практическое значение, особенно при его заготовке в неблагоприятные по погодным условиям сезоны, когда невозможно получить зерно стандартной влажности без дополнительного просушивания. Поскольку сушка - прием энергоемкий и дорогостоящий, её использование для этих целей в настоящее время крайне ограничено. Поэтому все чаще для обеспечения сохранности фуражного зерна повышенной влажности используют его анаэробное хранение с обработкой химическими препаратами или добавками, улучшающими условия консервирования [1-4]. Выбор биологических средств повышения надежности консервирования обоснован тем, что использование биопрепаратов экологически безопасней и экономически выгодней химического консервирования

[5, 6].

Консерванты подразделяются на жидкие, вязкие, сыпучие и взвеси. В качестве консервантов обычно используются различные органические кислоты и их производные под разными коммерческими названиями (AГV-3plш, AIV-2000, Рготп, Аттойг и др.). Они представляют собой жидкости или порошки, растворимые в воде. Однако такие химические консерванты отличаются коррозионной активностью и резким запахом, что ограничивает их широкое применение в хозяйствах. Так же для консервирования фуражного зерна применяется порошкообразная сера [7]. Согласно проведённому нами расчёту, порошкообразная сера является наиболее дешёвым консервантом, так как показатель стоимость обработки ею 1 тонны массы является наименьшим, даже в сравнении с биологическим препаратом (таблица 1).

Таблица 1 - Стоимость обработки зерна химическими препаратами

Консервант Расход Цена с НДС 18 % Стоимость обработки 1 тонны консервируемой массы

Лупрозил 3-10 кг/т 138,6 руб./литр 831,6 руб.

AIV 2 ПЛЮС 4,0-6кг/1т 94,5 кг/т 475руб.

AIV 3 ПЛЮС 4,0-6кг/1т 85,6 кг/т 428 руб.

AIV 2000 Plus 3-4 кг/т 52 руб./кг 182 руб.

Биопрепарат «Промилк» 100гр/75 т 1 875,00 руб./шт. 25,00 руб.

Порошкообразная сера 1кг/т 17,50 руб./кг 17,50 руб.

Основными требованиями к выполнению технологических операций при консервировании являются: точное дозирование консерванта, равномерный по-

ток зерна в плющилке, тщательное перемешивание консерванта с зерном. Необходимость высокой равномерности распределения консерванта обусловлена тем,

что необработанное зерно не только плесневеет само, но и становится причиной порчи соседнего, обработанного зерна [8].

Для внесения жидких химических или биологических консервантов применяют различные устройства, например, вертикальные погружные насосы-дозаторы НР-5, НР-20 финской фирмы «КЕМ1КЛ»; ЛИДЕР-5М, ЛИДЕР-20 - российско-американского производства, а также насосно-дозирующий комплекс НДК-12, SCHAUMANN Лактоспрейер Юниор Е, насос-дозатор НВУ-3 и др. [9-12].

Для внесения сухих форм консерванта применяются насосы-дозаторы SILAMAT SPEZIAL 10, 81ЬЛМЛТ 8РЕ21ЛЬ 60. Аналогов отечественного производства дозаторов для внесения сухих форм консерванта не выявлено. Недостатком перечисленных выше устройств внесения сухих форм консервантов является то, что они применяются только для внесения гранулируемого консерванта, но и в этом случае не могут обеспечить требуемой нам дозировки, и относительно дороги. Наибольшие технические трудности возникают при внесении порошкообразных препаратов, таких, например, как сера, которые обладают хорошими консервирующими свойствами, доступны, относительно дешевы и безопасны в применении.

Устройства для дозирования сыпучих материалов по принципу подачи делятся на непрерывные и дискретные. Непрерывные дозаторы подают материал непрерывно и равномерно. Количество подаваемого материала определяется либо скоростью, либо временем подачи. К дозаторам непрерывного действия можно отнести конвейерные, шнековые и спиральные. Например, питатель -дозатор сыпучих материалов (патент РФ № 2406978) [13]. Дискретные дозаторы подают материал порциями через определённые промежутки времени. Количество отдаваемого материала регулируется путем изменения количества порций в единицу времени или величиной самой порции. К дозаторам дискретного действия можно отнести ковшовые, стаканные, шлюзовые, бункерные и прочие подобные им. Например, весовой дозатор дискретного действия для порошкообразных материалов (патент РФ № 2485450) [14].

Принцип непрерывной подачи материала позволяет добиться более точного дозирования и равномерного смешивания компонентов и поэтому представляется наиболее предпочтительным.

К сожалению, серьезным недостатком непрерывных дозаторов - конвейерных и шнековых - является их громоздкость и наличие механического привода и движущихся частей. Сложный механизм невозможно эксплуатировать при высоких температурах или в агрессивной среде, а абразивный характер материала серьезно уменьшает срок службы и делает более дорогостоящей эксплуатацию. Дискретные дозаторы, хотя и являются менее прецизионными, однако имеют гораздо более простую конструкцию, проще обслуживаются и надежно работают при высоких температурах и в агрессивных средах [15].

Мы предполагаем использование в качестве консерванта порошкообразную серу [16], которая представляет собой аморфный желтый порошок, содержащий не менее 99,5 % серы, не более 0,2 % влаги и 0,05 % золы и не растворимый в воде (а. с. 1099937). Вносится он в дозе 1 кг/т [17]. Для обеспечения надежного и полного внесения сыпучего консерванта в фуражное зерно пред закладкой его на хранение разработано новое устройство для внесения сухого порошкообразного материала. При этом не требуется предварительно растворять его в жидкости. Это благотворно скажется на времени подготовки консерванта к внесению, а также на финансовых показателях.

Устройство обеспечивает принцип непрерывности с постоянной скоростью подачи материала. Непрерывный принцип подачи материала позволяет добиться более точного дозированияи, более равномерного смешивания компонентов и поэтому представляется более предпочтительным. Скорость подачи материала определяется конструктивными характеристиками дозатора и может регулироваться. Принцип действия дозатора основан на способности сыпучих материалов приобретать свойства жидкости при их взаимодействии с воздухом.

Принцип работы заключается в том, что сжатый воздух подается в бункер (7) по воздухопроводу через регулятор давления с влагоотделителем (2), в котором происходит очищение воздуха от примесей и влаги. Проходя через слой консерванта, воздух приводит порошок во взвешенное состояние, создаёт эффект «псевдоожиженния»[18, 19], при котором консервант ведёт себя как жидкость. Оно облегчает р а вномерный и устойчивый перенос консерванта из бункера к распылителю. При этом из порошка удаляется поглощенная влага, устраняется слипание частиц и улучшается текучесть материала.

Рисунок 1 - Установка для внесения сыпучего

консерванта в плющенное фуражное зерно

Регулятор давления с влагоотделителем

1. Регулятор давления.

2. Эжектор.

3. Распылитель.

4. Кран-регулятор.

5. Бункер с материалом.

6. Клапан сброса давления.

7. Загрузочная горловина.

8. Манометр.

Затем смешанный с консервантом воздух через шаровой кран (6) засасывается в эжектор. Эжектор (генератор вакуума) (4) предназначен для подачи порошка к устройству распыления контролируемым, равномерным и однородным потоком [20]. Сжатый воздух с контролируемой степенью разрежения засасывает порошок в трубу и передает его к устройству для распыления. Также на устройстве имеются клапан сброса избыточного давления (8) и манометр. Загрузка бункера консервантом осуществляется через загрузочную горловину (9).

Выводы. Порошкообразная сера является наиболее дешёвым и эффективным отечественным средством для консервирования плющёного зерна повышенной влажности среди других наиболее распространённых химических консервантов. Но её использование по этому направлению сдерживается из-за отсутствия простого и надёжного оборудования для её внесения. Для этой цели нами разработано техническое устройство, способное равномерно распределить консервант по массе зерна.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Денисова Р. Р., Егоров В. П. Способы обработки кормового зерна. М. : ВНИИТЭИСХ, 1980. 72 с.

2. Клиндюк А. М., Курдоглян А. А., Булатов А. П. // Кормопроизводство. 2004. № 5. С. 29-32.

3. Кучин Н. Н., Жирнов В. А., Рыбин Н. И. Консервирование влажного зернофуража бактериальными заквасками // Достижения науки - в производство. Н. Новгород : 2004. С. 14-20.

4. Кучин Н. Н., Жирнов В. А., Рыбин Н. И. Материалы международной научно-практической конференции «Основные итоги и приоритеты научного обеспечения АПК Евро-Северо-Востока». Киров: 2005. Т. 2. С. 12-22.

5. Кучин Н. Н., Филиппов А. И. Зернофураж в траншеях // Нижегородский аграрный журнал. 2003. № 4. С. 11-14.

6. Лаптев Г. Ю., Лапицкая Е. А., Солдатова В. В. Актуальные проблемы заготовки, хранения и рационального использования кормов // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения С. Я. Зафрена. М. : 2009. С. 41-45.

7. Герасимов Е. Ю., Завиваев С. Н., Кучин Н. Н. Теоретические аспекты консервирования фуражного зерна повышенной влажности // Вестник НГИЭИ. Кня-гинино : 2014. С. 19-26.

8. Перекопский А. Н., Зыков А. В. Перспективы внесения биологических консервантов при плющении фуражного зерна // Инновации в сельском хозяйстве. Москва : 2013. С. 45-48

9. Перекопский А. Н., Зыков А. В. Технологический контроль процессов консервирования плющеного зерна // Молочнохозяйственный вестник, Вологда: 2012. С. 52-57.

10. Отрошко С. А. Устройства дозированного введения консервантов в силосуемую массу // Научный журнал ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса, № 2 (6). 2011.С. 51-57.

11. Букварь силосования травы: [Электронный ресурс] URL: http:// www. bonsilage. de/_pdf/ FIBEL_ BONSILAGE_gras_ru.pdf (дата обращения: 13.12.2014).

12. SCHAUMANN-Dosiergerät: [Электронныйре-сурс] URL: http://www. schaumann.at/ cps / schaumann-at / ds _ doc/ de-AT/ Dosiergeraete _Beschreibung.pdf (дата обращения: 13.12.2014).

13. Питатель-дозатор сыпучих материалов: пат. 2406978 Рос. Федерация. 2009126019/28: заявл. 06.07.2009: опубл. 20.12.2010, Бюл. № 35.

14. Весовой дозатор дискретного действия для порошкообразных материалов: пат. 2485450 Рос. Федерация. 2012100592/28: заявл. 10.01.2012: опубл. 20.06.2013, Бюл. № 17.

15. Дозирование сыпучих материалов: [Электронный ресурс] URL: http://www.toxsoft. ru /img/ts_docs/DOSing.pdf (дата обращения 30.10.2014).

16. ГОСТ 127.5-93. Сера молотая для сельского хозяйства.

17. Кучин Н. Н., Мансуров А. П., Герасимов Е. Ю., Рыбин Н. И., Жирнов В. А. Влияние степени уплотнения и использования биологических и химических препаратов на результаты консервирования фуражного зерна повышенной влажности // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского, 2012. С. 140-144.

18. Гельперин Н. И., Айнштейн В. Г. Кваша В. Б. Основы техники псевдоожижения. М. : Химия, 1968. 664 с.

19. Разумов И. М. Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов. М. : Химия, 1972. 240 с.

20. Способы нанесения порошковых красок и применяемое оборудование [Электронный ресурс] URL: http://polimer- kraska. narod.ru/ head_5.html (дата обращения: 13.12.2014).

THE RATIONALE FOR THE DEVELOPMENT OF THE PIPETTE TO MAKE ROLLED IN CORNMEAL POWDERED SULFUR AS PRESERVATIVE

© 2015

M. S. Zhuzhin, the post-graduate student

Nizhniy Novgorod state engineering-economic university, Knyaginino

Annotation. At all times, an important issue in agricultural production was not only to harvest, but also to ensure its preservation for a long period. The main condition for the successful preservation of the grain was the slowing or stopping of life processes. At this point popular and economically reasonable preservation of feed grains increased humidity due to chemical or biological conservation. Preservatives are manufactured in liquid and dry forms. The attractiveness of the use of powdered sulphur is that the machining cost is the lowest compared to its peers. Use powdered sulfur is constrained by lack of reliable and simple equipment for its inclusion in the feed. To meet this challenge, we developed a measuring device.

Keywords: anaerobic conditions, the metering device, preservatives, continuous. УДК 621.311

ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В МАСШТАБЕ MICRO-GRID

© 2015

А. Ю. Кечкин, аспирант кафедры «Электроэнергетика, электроснабжение и силовая электроника»

Е. Н. Соснина, доктор технических наук, профессор кафедры «Электроэнергетика, электроснабжение и силовая электроника» А. В. Шалухо, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроэнергетика, электроснабжение и силовая электроника» Нижегородский государственный технический университет, Нижний Новгород

Аннотация. В связи с развитием малой распределенной энергетики (МРЭ) актуальной задачей является интеграция децентрализованных генерирующих мощностей в централизованную электрическую сеть, что может быть обеспечено при помощи виртуальных электростанций (ВиЭС). В статье рассмотрены основные аспекты построения ВиЭС, их функциональные возможности и системные эффекты от внедрения. Выполнен анализ современных технических решений системы управления ВиЭС. Приведены примеры разработок управляющего программного обеспечения. Обозначены проблемы, препятствующие развитию ВиЭС в России.

Ключевые слова: виртуальные электростанции, малая распределенная энергетика, возобновляемые источники энергии, генерирующие энергоустановки, интеллектуальная инфраструктура, микросеть, центр управления, программное обеспечение.

В России одно из приоритетных направлений энергетической стратегии до 2030 года [1] связано с развитием малой распределенной энергетики (МРЭ).

Строительство объектов распределенной генерации (РГ) совместно с расширением использования энергоустановок на основе возобновляемых источников