Обоснование различных схем очистки зерноочистительного агрегата, при получении семенного материала в многоотраслевом сельхозпроизводстве

Обоснование различных схем очистки зерноочистительного агрегата, при получении семенного материала в многоотраслевом сельхозпроизводстве.

М.Н. Московский, А.А. Бойко

Одним из основных и наиболее актуальных и рентабельных направлений сельхозпроизводства - получения качественного семенного материала в хозяйствах, в процессе послеуборочной переработки зерна[1,2,3,4].

Целью данной работы является совершенствование технологических схем очистки зерновых культур на семена, в процессе послеуборочной обработки зерна, с учетом оптимизации производственных процессов очистки[5,6].

Одной из задач для решения поставленной цели - увеличение доли выхода качественного семенного материала, за один цикл очистки зерновых.

При выборе схем и режимов функционирования зерноочистительного агрегата учитывалось нынешнее состояние зерноочистительных комплексов различных структур и объемов с/х производства[7,8]. Выбор малых подач (до 5-6 т/час) при семенной очистке был обусловлен наличием зерноочистительных машин работающих по классической схеме с использованием 2-х решетных ярусов. Применение данных машин в хозяйствах применимо как отдельной линией для получения семенного материала, так и в общей схеме очистки продовольственного зерна [9,10,11]. На базе зерноочистительного агрегата на полигоне Донского государственного технического университета (ДГТУ, пос. Рассвет, Аксайский район, Ростовской области) были реализованы структурные схемы комплексов для очистки семенного зерна (схема №1 - 12).

В данной схеме представлена инвариантность по:

- типу предлагаемой очистки параллельная, последовательная, фракционная;

- размеру отверстий рабочих решет.

Агрегат включает в себя две воздушно-решетные машины: 1 - машина К-531, 2 - машина СМ-4, триерный блок, пневмостол, набор бункеров (бункер отходов, фуража, очищенного зерна, семян, бункер-накопитель). На базе данного оборудования реализована параллельная схема очистки пшеницы (включает четыре разновидности данной схемы №1-4) (Рис. 1,3), последовательная схема очистки пшеницы (включает четыре разновидности данной схемы №5-8) (Рис. 1,4), фракционная схема очистки пшеницы (включает четыре разновидности схемы №9-12) (Рис. 1,5).

Рис. 1. Технологические схемы семенной очистки зерновых реализованные на базе экспериментального зерноочистительного агрегата, где первичная-зерновой материал после бункера комбайна; вторичная - зерновой материал,

прошедший предпосевную очистку.

Исходный зерновой материал: пшеница урожая 2012 года,

характеристики зерна: толщина Ь=2.45мм; оь=0.85мм; ширина И=2.8мм; Оь=0.38мм; длина 1=5.8мм; О1=0.74мм; W=14% - влажность материала; Р=0.685 г/см - плотность исходного зернового материала; а1=92.5 % - содержание в исходном материале зерна пшеницы, а2=2.6% - содержание крупных примесей, а3=5.4 % - содержание мелких сорных примесей, а4=2.5 % -

содержание дробленого зерна, а5=6.0 % - содержание щуплого зерна, а3= 0.28 % - содержание дробленой соломы.

8

1” и МО

! и «а а а •  • а

• ММ ....

14 ь *и

і : ГЭ Л N 1 а ни

(алв *7 СятН

СіжІІЇ

10 11 12

ІП10 к г V

а ~ і < • а _ а *>  ##£

а а і а а і а а і а а •

Ьт П

** і *45

по ты ##¿5

і ріі

Г*Ы

(як ГР

Рис.2. Рабочие размеры и формы отверстий решет экспериментальных

схем

Рис. 3. Параллельная схема семенной очистки пшеницы

Рис. 4. Последовательная схема семенной очистки пшеницы

Рис.5. Фракционная схема семенной очистки пшеницы

Ограничением производительности отделения очистки зерноочистительного агрегата, работающего по всем функциональным схемам, являлась чистота семенного материала (Апо>99,5%).

Производительностью агрегата работающего по фракционной схеме (схемы № 9 - 12) - 4,2т/час, по последовательной схеме (схема №1- 8) - 4,85 т/час.

По итогам проведенных исследований были получены следующие результаты (Рис.6-11).

Рис. 6. Чистота Апо полученного семенного материала пшеницы в зерноочистительном агрегате по параллельной схеме (схема №1-4) очистки, содержания сорных вс и зерновых впз примесей от подачи Q зернового материала в агрегат: Апо1; Апо2, Апо3, Апо4 - чистота зерна; вс1; вс2; вс3; вс4 -содержание сорных; впз1; впз2; впз3; впз4 - содержание зерновых примесей в конечном очищенном материале по технологическим схемам №1; №2; №3;

№4.

Рис. 7. Полнота выделения, семенного материала очищенного в агрегате при параллельной схеме очистки (схема №1-4), от подачи Q зерна:

у 1 у 2 у 3 у 4 ^ у 1 у 2 у 3 у 4

Ес ; Ес ; Ес ; Ес - полнота выделения сорных примесей; Епз ; Епз ; Епз ; Епз -полнота выделения зерновых примесей.

Рис. 8. Чистота Апо полученного семенного материала пшеницы в зерноочистительном агрегате по параллельной схеме (схема №5-8) очистки, содержания сорных вс и зерновых впз примесей от подачи Q зернового

л 5 л 6; л 7; л 8 5 6 7 8

материала в агрегат: Апо ; Апо Апо Апо - чистота зерна; вс; вс; вс; вс -

5 6 7 8

содержание сорных; впз ; впз ; впз ; впз - содержание зерновых примесей в конечном очищенном материале по технологическим схемам №5; №6; №7;

№8.

Рис. 9. Полнота выделения, семенного материала очищенного в агрегате при параллельной схеме очистки (схема №5-8), от подачи Q зерна:

у 5 у 6 у 7 у 8 у 5 у 6 у 7 у 8

Ес ; Ес ; Ес ; Ес - полнота выделения сорных примесей; Епз ; Епз ; Епз ; Епз -полнота выделения зерновых примесей.

Рис. 10. Чистота Апо полученного семенного материала пшеницы в зерноочистительном агрегате по параллельной схеме (схема №9-12) очистки, содержания сорных вс и зерновых впз примесей от подачи Q зернового материала в агрегат: Апо9; Апо10, Апо11, Апо12 - чистота зерна; вс9; вс10; вс11; вс12 -

9 10 11 12

содержание сорных; впз ; впз ; впз ; впз - содержание зерновых примесей в конечном очищенном материале по технологическим схемам №9; №10; №11; №12.

Рис. 1 1. Полнота выделения, семенного материала очищенного в агрегате при параллельной схеме очистки (схема №9-10), от подачи Q зерна:

9 у 10 у 11 у 12 - у 9 у 10 у 11

Ес ; Ес ; Ес ; Ес - полнота выделения сорных примесей; Епз ; Епз ; Епз ;

Епз12 - полнота выделения зерновых примесей.

Предварительный обобщенный анализ показывает возможность получения, за один цикл семенной очистки, семян зерна пшеницы, при заданной чистоте зерна Апо>99,5%.

Фракционные схемы очистки, показали максимально возможную производительность получения семян за один цикл очистки. Максимальная полнота выделения сорных примесей достигается по фракционной схеме № 12 - 87,4%, минимальная полнота выделения по фракционной схеме № 9 -86%. Максимальная полнота выделения зерновых примесей достигается по фракционной схеме № 10 - 84,7%, минимальная полнота выделения по фракционной схеме №12 - 82,6%.

Схемы № 1-4, работающие по параллельной схеме очистки семенного материала пшеницы показали следующие показатели функционирования. Максимальная чистота зерна достигается по схеме №4 - 98,5% при подаче 2,3 т/час, полнота выделения сорных примесей - 77,8%, полнота выделения зерновых примесей - 71%.

Анализ последовательных схем очистки (схемы №5 - 8) выявил следующие показатели функционирования. Максимальная

производительность, при заданных показателях качества, за один цикл очистки материала достигается по схеме №8, при полноте выделения сорных примесей - 84%, полноте выделения зерновых примесей - 80,6%. Проводя сравнительный анализ по полученным показателям максимальная чистота зерна по схеме №5 - 99,38% при подаче 1,2 т/час, по схеме №6 - 99,37% при подаче 1,2 т/час. Данные схемы производят обработку первичного материала (бункера комбайна), и не соответствует показателям качества по чистоте (Апо>99,5%).

Производительность по последовательной схеме №7, при заданной чистоте зерна, достигается 2,1 т/час. Полнота выделения зерновых примесей 81%, полнота выделения сорных примесей 86,4%. Схема №7 и №8 производят очистку исходного вторичного материала.

Обобщенный анализ позволяет сделать вывод о эффективности работы фракционных схем № 9 - 12,последовательных схем № 7,8 , возможность получения качественного семенного материала за один цикл прохода.

Литература:

1. Ашхотов Э. Ю. , Р.К. Бевов, Ашхотов В. Ю. Производственно-

экономические и организационные проблемы инвестирования в региональные АПК [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №1. - Режим доступа:

http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n1y2012/669- Загл. с экрана. - Яз. рус.

2. Скурятин Н.Ф., Мерецкий С.В. Совершенствование процесса

посева зерновых на склоновых почвах [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №1. - Режим доступа:

http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n1y2012/662- Загл. с экрана. - Яз. рус.

3. Paulsen M. R., Nave W. R. Corn damage from conventional and rotary combines [Электронный ресурс] // Transactions of the ASABE.23 (5): 1100-1116. @1980:

http://elibrary.asabe.org/abstract.asp?search=1&JID=3&AID=34729&CID=t1980 &v=23&i=5&T=1&urlRedirect=[anywhere=on&keyword=&abstract=&title=&aut hor=&references=&docnumber=&journals=All&searchstring=&pg=&allwords=gr ain%20near%20clean&exactphrase=&0neWord=&Action=Go&Post=Y&qu=]&re dirType=newresults. asp

4. Wang Y. J., Chung D. S., Spillman C. K., Eckhoff S. R., Rhee C., Converse H. H. Evaluation of laboratory grain cleaning and separating equipment [Электронный ресурс] // Transactions of the ASABE. 37(2) 507-513. 1994: http://elibrary.asabe.org/abstract.asp?search=1&JID=3&AID=28105&CID=t1994 &v=37&i=2&T=1&urlRedirect=[anywhere=on&keyword=&abstract=&title=&aut hor=&references=&docnumber=&journals=All&searchstring=&pg=&allwords=gr ain%20near%20cleaning&exactphrase=&0neWord=&Action=Go&Post=Y&qu=]

&redirType=newresults.asp

5. Тарасенок Р.А. Снижение травмирования семян путем совершенствования процесса их послеуборочной обработки : дис канд. техн. наук: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства / Р. А. Тарасенок ; ФГОУ ВПО ВГАУ им. К.Д. Глинки .- Воронеж, 2006. -с 143.

6. Строна И.Г., Убоженко В.И. Значение крупности семян в семеноводстве. Ж. Селекция и семеневодство, 1971, с.48-51.

7. Лурье А.Б., Яновский С.А. О модели процесса сепарации зерновых смесей и других сыпучих материалов на плоских решетах. В кН.: Автоматизация управления технологическими процессами стационарных сельскохозяйственных машин и агрегатов. Л., 1974, Т.231.-С.5-14.

8. Проектирование технологических процессов и воздушно -решетных и решетных зерноочистительных машин: монография / Ю.И. Ермольев, А.В. Бутовченко, М.Н. Московский, М.В. Шелков.- Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2010. -с. 285-319

9. Ермольев Ю.И., Василенко С.И., Шелякин Э.Г. идр. Выбор критерия оптимизации для изучения процесса сепарации зерновых материалов на решетных поверхностях// сборник статетй РИСХМ «Комплексная механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства» Ростов-на-Дону, 1978. - с. 145-153.

10. Ермольев Ю.И. Основы научных исследований в сельскохозяйственном машиностроении: Учеб. пособие . - Ростов н/Д: издательский центр ДГТУ, 2003.- с. 47-86

11. Московский М. Н. Интенсификация процесса сепарации семян зерновых в зерноочистительных агрегатах : дис канд. техн. наук: 05.20.01 -Технологии и средства механизации сельского хозяйства / М. Н. Московский ; ДГТУ.- Ростов н/Д, 2005. -с 218.