Исследование процесса сушки семян на карусельной сушилке

5. Ивашов В.И. Оборудование для переработки мяса. - СПб.: ГИОРД, 2007. - 464 с.

6. Горяев В.В. Совершенствование конструкций и методики расчета режущего механизма волчков: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.02.14 / В.В.Горяев; Моск. технол. ин-т мясной и молочной пром-сти. - М., 1989.

7. Пеленко В.В., Арет В.А., Кайка А.Х. и др. / Разработка математической модели процесса измельчения мясного сырья в волчках // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - 2013. - № 3. - С. 27.

Literaturа

1. Pelenko V.V., Malyavko D.P., Usmanov I.I. i dr. Optimizaciya processa izmel'cheniya pishchevyh materialov v volchkah // Nauchnyj zhurnal NIU ITMO. Seriya: Processy i apparaty pishchevyh proizvodstv. - 2016. - № 2(28). - S. 32-39

2. Sidoryak A.N. Sovershenstvovanie processa izmel'cheniya myasa: avtoref. kand.tekhn.nauk. -M.: MGUPB, 2007. - 22 s.

3. Babichenko L.V. Osnovy tekhnologii pishchevyh proizvodstv. - M.: EHkonomika, 1983.

- 216 s.

4. Peleev A.I. Tekhnologicheskoe oborudovanie predpriyatij myasnoj promyshlennosti.

- M.: Pishchepromizdat, 1971. - 518 s.

5. Ivashov V.I. Oborudovanie dlya pererabotki myasa. - SPb.: GIORD, 2007. - 464 s.

6. Goryaev V.V. Sovershenstvovanie konstrukcij i metodiki rascheta rezhushchego mekhanizma volchkov: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk: 05.02.14 / V.V.Goryaev; Mosk. tekhnol. in-t myasnoj i molochnoj prom-sti. - M., 1989.

7. Pelenko V.V., Aret V.A., Kajka A.H. i dr. / Razrabotka matematicheskoj modeli processa izmel'cheniya myasnogo syr'ya v volchkah // Nauchnyj zhurnal NIU ITMO. Seriya: Processy i apparaty pishchevyh proizvodstv. - 2013. - № 3. - S. 27.

УДК 631.5/633.222 Б01 10.24411/2078-1318-2019-11123

Канд. техн. наук А.Н. ПЕРЕКОПСКИЙ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ СЕМЯН НА КАРУСЕЛЬНОЙ СУШИЛКЕ

Решение проблемы кормопроизводства тесно связано с необходимостью организации семеноводства многолетних трав, перехода на посевы семенами высокоурожайных и устойчивых сортов трав. Для размножения необходимо брать семена только селекционных сортов, выведенных в местных условиях. Опытами установлено, что при посеве селекционными сортами урожайность в среднем на 10 ц/га больше по сравнению с посевами несортовыми семенами.

Иногда семена трав, завезенные из других природных зон, непригодны для семеноводческих целей. Известны случаи гибели посевов по различным причинам клеверов, райграса пастбищного, ежи сборной, семена которых были завезены из стран Европы и южных областей России.

Для производства достаточного количества кормов из многолетних трав нужно наладить их семеноводство, выращивать необходимое количество высококачественных семян трав, правильно организовать и своевременно проводить их послеуборочную обработку.

В общем понимании технология - это процесс превращения исходного материала в материал, обладающий иными, предварительно заданными свойствами. Применительно к послеуборочной обработке семян многолетних трав - это процесс получения из влажного

вороха сухих, очищенных до необходимых требований, семян, имеющих необходимые, определяемые стандартом, посевные качества [1, 2].

Наиболее важным и затратным по расходу топлива, затратам труда в производстве семян трав является процесс их сушки. Разнородность физических свойств зерна и семян трав показывает, что нельзя механически переносить режимы сушки зерна на сушку семян трав. Вследствие меньшей скважности слой семян трав оказывает большое сопротивление движению воздуха. Во избежание потерь семян нужно в слой подавать теплоноситель со значительно меньшей скоростью, чем при сушке зерновых. Это увеличивает продолжительность и неравномерность сушки [1, 3].

Сушку вороха семян большинства многолетних трав целесообразно проводить на сушилках различного типа: напольных, барабанных, карусельных и конвейерных. Напольные сушилки требуют больших затрат труда, возникают трудности по механизации технологических процессов. Барабанные сушилки не требовательны к чистоте поступающего вороха, но промышленностью не выпускаются. Наиболее перспективно использовать карусельные и конвейерные сушилки [2].

Цель исследования - получить экспериментальные данные и выявить зависимости параметров процесса сушки семян многолетних трав в условиях семеноводческих предприятий Северо-Западного региона РФ.

Материалы, методы и объекты исследований. В условиях Ленинградской области поступающий семенной ворох в большинстве случаев влажный. Исходя из этого необходимо организовать качественный прием вороха и его сушку. Предварительная очистка вороха высокой влажности считается нецелесообразной [1, 3]. Поэтому предлагается использовать разработанную сушилку для малосыпучих материалов СКМ-0,5 и построенную в ООО «Новоладожский» [4].

Технологический процесс сушилки протекает следующим образом. Семенной ворох (в дальнейшем материал) из самосвального прицепа или кузова автомобиля выгружается на первый транспортер загрузочного устройства и подается в сушильную камеру (рис. 1).

Рис. 1. План комплекса послеуборочной обработки семян многолетних трав в ООО «Новоладожский»: 1 - приемный загрузчик; 2 - сушилка карусельная; 3 - скребковый транспортер; 4, 11 - нория зерновая; 5 - клеверотерка Петкус; 6 - промежуточный бункер; 7 - очиститель вороха;

8, 10 - осадочная камера; 9 - семеочистительная машина Петкус; 12 - триерный блок Петкус;

13, 14 - топка с вентилятором

В карусельной сушилке влажные семена трав просушиваются теплым воздухом, нагретым топочным блоком. Теплоноситель, нагнетаемый вентилятором через смеситель блока и через диффузор, подается под платформу сушильной камеры, проходит через отверстия в листах платформы и, пронизывая слой семян, отбирает из него влагу.

Семена, достигшие в нижнем слое необходимой влажности (например 14%), выгружаются фрезой разгрузочного устройства и ленточным транспортером подаются на

последующую обработку машинами. Затем материал поступает в приемный бункер, где временно хранится до дальнейшей обработки.

Исследования выполняли на базе семеноводческих предприятий ООО «Новоладожский» и АО «Волховское» Волховского района с применением известных и разработанных методик (постановки опытов и испытаний зерносушилок, государственные и отраслевые стандарты).

Параметрами процесса сушки семян трав, контролируемыми при исследованиях, являются следующие: температура теплоносителя в воздуховоде (диффузоре) сушилки, температура семян трав до сушки, температура семян трав в слое при сушке, температура семян трав после сушки, относительная влажность семян до сушки, относительная влажность семян после сушки, высота слоя семян.

Методы отбора проб семян и определения их влажности представлены в ГОСТ 13586.3-83 и ГОСТ 13586.5-93. Выемка материала до сушки для определения его влажности осуществляется из падающей струи загрузочного устройства сушильной установки. Выемка семян после сушки производится из падающей струи выгрузного устройства сушильной установки. Выемка производится пластмассовой емкостью с крышкой объемом не менее 0,5 литра. Определение влажности производится влагомером Wile-35. Выемка семян из просушиваемого слоя для определения влажности проводится пробоотборником на глубину до 0,5 м.

Температура теплоносителя регулируется переключением регулятора подачи топлива горелки теплогенератора. Изменение температуры теплоносителя на входе измеряется спиртовым термометром ТТ, вставленным в воздуховод. В слое семян и на выходе из слоя семян температура теплоносителя измеряется термоанемометром ТКА-ПКМ (модель 43) с закрытым сеткой измерительным прибором. Влажность теплоносителя на входе (в воздуховоде), в слое семян и на выходе из слоя измеряется при помощи термоанемометра ТКА-ПКМ (модель 43).

Производительность сушилки определяется по весу отсечек высушенного вороха семян за определенный промежуток времени. Число отсечек за опыт должно быть не менее пяти. В течение отсечки семена отводятся в специальную тару, взвешиваются на весах АВ-875. Время отсечки замеряется секундомером СОСпр-26-2-000. Пересчетом определяется производительность по сухим семенам в килограммах за один час Qc по формуле:

п

^м,

Qc = 60"^П—

,=1 ,

где М, - масса ,-той отсечки, кг;

Т, - время отбора ,-той отсечки, с;

Приборы, использовавшиеся при проведении исследований процесса сушки в сушилке карусельного типа, применяемые при исследовании, приведены ниже:

- влагомер ручной '^1е-35;

- линейка стальная 600 мм;

- весы ВЛКТ-500;

- термометр спиртовой (0-1000С) ТТ;

- термометр спиртовой (0 - 500С) ТТ;

- секундомер механический СОСпр-26-2-000;

- термоанемометр ТКА-ПКМ (модель 43);

- весы ручные АВ-875;

- емкость для отбора проб.

Для получения зависимости продолжительности сушки от средней температуры теплоносителя исследования проводились на семенах овсяницы луговой слоем толщиной до 0,45 м. Слой был условно разделен на три зоны, каждая из которых имела толщину 0,15 м:

зона А - толщина слоя от 0 до 0,15 м; зона В - толщина слоя от 0,15 до 0,3 м; зона С -толщина слоя от 0,3 до 0,45 м.

На экспериментальной сушильной установке проведены опыты, устанавливающие влияние трех основных факторов: температура теплоносителя в воздуховоде; расход теплоносителя; толщина слоя семян. Рациональные значения факторов определили путем проведения предварительных исследований и анализа литературы [3, 5, 6].

Результаты исследования. Экспериментальные исследования процесса сушки показали, что температура теплоносителя по мере прохождения его через слой семян снижается. Следовательно, при этом снижается температура высушиваемых семян (табл.). При проведении опытов в каждую из трех зон закладывались термометры, при помощи которых определялось изменение температуры теплоносителя в слое в данной зоне.

Таблица. Изменение влажности и температуры при сушке семян овсяницы луговой

по высоте слоя*)

Перечень слоев сушки Влажность семян по слоям, % Температура семян по слоям, °С

Верхний слой 45 см 23,4 20,5

Зона С 22,8 24,0

Зона В 21,1 36,0

Зона А 15,8 44,5

Нижний слой 1 см 14,2 49,0

*) параметры опыта: начальная влажность семян 22,1%, температура теплоносителя 55°С, время сушки 120 мин.

Исходя из этого следует, что каждый отдельный слой сохнет с различной скоростью. Температура семян в зоне А при установившейся температуре теплоносителя через 30 минут после начала сушки ниже ее на 12°С. Температура в зоне В составляла 28°С. Температура семян в зоне С через 60 минут сушки более чем в 2 раза ниже температуры теплоносителя и составляла 22°С.

Скорость испарения влаги из семян каждой зоны различная, причем чем выше расположена зона по направлению движения теплоносителя, тем медленнее сохнут семена (рис. 2).

24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0

влажность

Зона А Зона В Зона С

* «Р ^ # # # #

время сушки^мин. ^ ^ ^

Рис. 2. Изменение влажности семян овсяницы луговой по зонам (А, В, С) в течение опыта

при начальной влажности 20,5%

Зависимость влажности семян (%) от времени сушки 1, (мин) в слое 15 см (зона А) представлена следующим выражением:

' = 3,54-10-6 13 - 1,03-10-3 12 + 0,033-1 + 19,9, Я2=0,99

График сушки нижнего слоя семян в карусельной сушилке показывает, что через 2,5 часа необходимо включать выгрузной транспортер и выгружать нижний слой (зона А) высушенных семян, при этом верхние слои семян окажутся внизу, а сверху необходимо догружать сушилку невысушенными семенами.

Процесс сушки верхних слоев семян можно разделить на два периода. В начальный период верхний слой семян переувлажняется, в последующем периоде влажность снова понижается. При слое больше оптимального, верхняя часть этого слоя не сохнет, а увлажняется. Это происходит в том случае, если температура семян ниже температуры адиабатического насыщения воздуха, соответствующей завершению процесса сушки семян

[3, 6].

Региональными особенностями процесса сушки семян многолетних трав является относительно невысокая (до 55 оС) температура теплоносителя в связи с высокой влажностью вороха семян. При более высокой температуре сушки происходит образование трещин на поверхности семян, что в свою очередь влияет на сохранность и всхожесть семян высоких репродукций на этапах селекции и семеноводства [6, 7].

Выводы. В условиях Северо-Западного региона и Ленинградской области в частности поступающий семенной ворох в большинстве случаев влажный. Исходя из этого, необходимо организовать качественный прием вороха и его сушку.

При сушке семян трав в слое необходимо, чтобы толщина его была оптимальной, соответствующей параметрам теплоносителя и влажности семян.

Предельно допустимым слоем семян необходимо считать такой слой, при выходе из которого теплоноситель полностью насытится влагой. При сушке в более тонком слое, наряду с сокращением продолжительности сушки, снижается степень использования теплоносителя.

Литература

1. Перекопский А.Н., Могильницкий В.М. Послеуборочная обработка семян многолетних трав в Северо-Западном регионе России // Техника в сельском хозяйстве. - 2014. - №3. - С.8-9.

2. Forage Seed Processing Line // Режим доступа http://www.petkus.com/ documents/10194/154989/PETKUS_Belarus-Mogilev_Forage+seed+processing+line_224.pdf/ 11b6992c-8f9c-4d82-a907-c41c060d8e1e (дата обращения: 13.02.2019).

3. Перекопский А.Н., Чугунов С.В. Обоснование режимов сушки семян трав на карусельной сушилке // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - 2018. - № 4 (97). - С. 131-138.

4. Патент РФ 2456518 Карусельная сушилка / Перекопский А.Н., Кузовников М.М., Чугунов С.В., Боярчук Ю.И.; заявка №2010151245/06; опубликована 20.07.2012г.

5. Stanisavljevic R., Djokic D., Milenkovic J., Terzic D., Stevovic V., Tomic D., Dodig D. Drying of forage grass seed harvested at different maturity and its utility value in autumn and spring sowing time // Zemdirbyste-Agriculture, vol. 101, No. 2 (2014), p. 169-17.

6. Эрк А.Ф., Перекопский А.Н., Чугунов С.В. Теплофизические характеристики семян трав // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - 2017. - № 92. - С. 89-94.

7. Stanisavljevic R., Milenkovic J., Djokic D., Terzic D., Petrovic D., Djukanovic L., Dodig D. Drying of meadow fescue seeds of different moisture contents: changes in dormancy and germination // Plant Soil and Environment, February 2018, 59 (1), р. 37-43.

Literatura

1. Perekopskij A.N., Mogil'nickij V.M. Posleuborochnaya obrabotka semyan mnogoletnih trav v Severo-Zapadnom regione Rossii // Tekhnika v sel'skom hozyajstve. - 2014. - № 3. - S. 8-9.

2. Forage Seed Processing Line // Rezhim dostupa http://www.petkus.com/documents/ 10194/154989/PETKUS_Belarus-Mogilev_Forage+seed+processing+line_224.pdf/11b6992c-8f9c-4d82-a907-c41c060d8e1e (data obrashcheniya: 13.02.2019).

3. Perekopskij A.N., CHugunov S.V. Obosnovanie rezhimov sushki semyan trav na karusel'noj sushilke // Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. - 2018. - № 4 (97). - S. 131-138.

4. Patent RF 2456518 Karusel'naya sushilka / Perekopskij A.N., Kuzovnikov M.M., CHugunov S.V., Boyarchuk YU.I.; zayavka №2010151245/06; opublikovana 20.07.2012g.

5. Stanisavljevic R., Djokic D., Milenkovic J., Terzic D., Stevovic V., Tomic D., Dodig D. Drying of forage grass seed harvested at different maturity and its utility value in autumn and spring sowing time // Zemdirbyste-Agriculture, vol. 101, No. 2 (2014), p. 169-17.

6. EHrk A.F., Perekopskij A.N., CHugunov S.V. Teplofizicheskie harakteristiki semyan trav // Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. - 2017. - № 92. - S. 89-94.

7. Stanisavljevic R., Milenkovic J., Djokic D., Terzic D., Petrovic D., Djukanovic L., Dodig D. Drying of meadow fescue seeds of different moisture contents: changes in dormancy and germination // Plant Soil and Environment, February 2018, 59 (1), r. 37-43.

УДК 631.3 DOI 10.24411/2078-1318-2019-11128

Канд. техн. наук В.И. ШАМОНИН

Канд. техн. наук А.В. СЕРГЕЕВ

ВЛИЯНИЕ ГЛУБИНЫ РЫХЛЕНИЯ И АГРОСРОКОВ МЕЖДУРЯДНОЙ ОБРАБОТКИ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР И КАРТОФЕЛЯ НА ДИНАМИКУ ИЗМЕНЕНИЯ ВОДНО-ВОЗДУШНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ В ГРЕБНЕ

Высокий урожай овощных культур открытого грунта (столовые морковь, свекла, капуста) и картофеля, и их качество, как правило, зависят от правильной и своевременной подготовки почвы, посева, ухода за культурами и уборки. Потери урожая и качества получаемой продукции в Северо-Западном регионе РФ (зоне повышенного увлажнения) из-за погодных условий является следствием невыполнения необходимых требований к технологическим операциям (нарушен агросрок, водно-воздушный режим почвы, неправильный выбор сельхозорудий при выполнении технологических операций и т.д.).

Для получения рациональной структуры почвы в настоящее время проводятся различные технологические приемы и способы междурядной обработки. В условиях СевероЗападного региона одним из способов улучшения водно-воздушного режима почвы является использование гребневой технологии посадки сельхозкультур. Эффективным приемом для создания в гребне оптимального водно-воздушный режим почвы является, например, глубокое рыхление [1,2].

Проведенные ранее исследования влияния агросроков и глубины междурядной обработки сельхозкультур открытого грунта на показатели водно-воздушного режима изучены недостаточно. Так, стандартные рекомендуемые сроки проведения между междурядными обработками традиционным способом составляют 14 дней, количество проходов - до 3 раз в период роста растений, глубина обработки - до 10 см. Современные методы оценки состояния поля в динамике роста растений позволяют с помощью специальных приборов определять показатели водно-воздушного режима почвы - это пористость, влажность, плотность и позволяют наиболее точно оценить необходимость