Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время для предприятий лесного хозяйства проблема обеспечения непрерывного, неистощительного и рационального использования кедровых лесов является актуальной. Массовые вырубки кедровых древостоев в 40-60-х годах нашего столетия истощили сырьевую базу в равнинных районах Сибири, что привело к ужесточению требований по охране кедровых лесов и увеличения объемов работ по их воспроизводству. Наращивание объемов лесовосстановления кедра сдерживается из-за отсутствия совершенных технологий и специальных средств механизации, недостатка семенного ореха, сложности его заготовки в горных и труднодоступных районах.
Использование целого ряда имеющихся в настоящее время механизмов не может быть приемлемым из-за высоких требований к качеству заготовки кедрового ореха в целях снижения уровня повреждений ценных деревьев, а гак же получения семян с высокой жизнеспособностью.
Поэтому одной из актуальных проблем, имеющих большое народнохозяйственное и научно-техническое значение, является решение вопросов совершенствования технологических процессов и оборудования путем создания экологически безопасных и ресурсосберегающих технологий на базе машин, комбинированных и универсальных, позволяющих механизировать самые трудоемкие рабочие операции без нанесения существенного вреда окружающей среде и древесной растительности.
Диссертационная работа является результатом комплексных исследований, проведенных автором в ходе выполнения научно-исследовательских работ в Сибирском государственном технологическом университете по научно-технической программе России: «Комплексное лспользование и воспроизводство растительного сырья», по теме 1.2.1. :<Создание технологии и средств механизации для заготовки семян кедра в груднодоступных условиях» (1992-1995 гг.); по государственной научно-технической программе России «Российский лес», тема 1.4.2. «Разработка техники технологии и комплекса машин по заготовке семян, выращивания юсадочного материала и создание лесных культур кедра сибирского» (1993-1996 гг.); по Российской инновационной научно-технической программе (Переработка растительного сырья и утилизация отходов», тема «Разработка >борудования и технологий заготовки и переработки биомассы кедра .ибирского» (1994-1996 гг.); по инновационной научно-технической ірограмме «Прецизионные технологии и системы», тема № 980/15 (Организация территориально-промышленного комплекса по сохранению и іереработке дикорастущих целебных и технических растений
«Биотехнологический центр» (1998-2000 гг.), тема № 1.1.98 Теоретические основы технологической безопасности оборудования неистощительного природопользования при лесоэксплуатации и лесовосстановлении (1998 -2000 гг.)
Цель и задачи работы.
Целью настоящей работы является исследование и разработка экологически безопасной технологии и комплекта оборудования для заготовки кедрового ореха в горных и труднодоступных условиях.
Для реализации поставленной цели необходимо решение следующих задач:
изучение основных природных биоэкологических факторов, влияющих на разработку ресурсосберегающей технологии заготовки шишек кедра сибирского;
определение физико-механических свойств кедровых шишек для обоснования технологии их заготовки и параметров разрабатываемого оборудования;
механизация технологического процесса сбора кедровых шишек; исследование процессов дробления кедровых шишек, очистки и сортировки орехов;
определение качества кедрового ореха путем пробных посевов. Объекты исследовании. Объектами исследований явились технологические процессы заготовки кедровой шишки, ее дробления и получения кедрового ореха, а также оборудование для этих целей. Научная новизна:
Разработана ресурсосберегающая технология заготовки кедрового ореха позволяющая снизить трудоемкость, получать качественный семенной орех с высокими биологическими показателями.
Впервые теоретически обоснованы технологические и конструктивные параметры малогабаритного переносного оборудования:
устройства для отряхивания кедровых, обеспечивающего неповреждаемость ствола при ударе;
улавливателя для сбора шишек, позволяющего снизить влияние антропогенного фактора на окружающую среду;
устройства для извлечения из шишек кедровых орехов, их очистки и сортировки, обеспечивающего высокую производительность за счет объединения нескольких технологических операций в одну, а также высокую эффективность и качество.
Установлен параметрический ряд стволов, которые могут быть вовлечены
в технологический процесс заготовки ореха.
Практическое значение и реализация результатов исследований:
Технология и опытные образцы оборудования испытаны в производственных условиях Козульского и Ермаковского лесхозов Красноярского края и рекомендованы к производству.
Полученный по предлагаемой технологии семенной орех испытан на опытных делянах Западно-Саянского лесопитомника Красноярского края показал высокую всхожесть семян и интенсивность прироста сеянцев.
Разработанное оборудование защищено патентами РФ.
Апробация работы.
Основные положения и отдельные разделы диссертации, были доложены и обсуждены на: Международной научно-практических конференциях «Генетика и селекция на службе лесу» (Воронеж, 1996), ежегодных научно-практических конференциях СибГТУ по итогам научных рабо г «Проблемы химико-лесного комплекса» (Красноярск, 1996-1998), технология и оборудование для заготовки кедрового ореха демонстрировалась на Всероссийской выставке в г. Лесосибирске 29-30 сентября 1999 года, а также в Всероссийском выставочном центре 10-14 ноября 1999 года в г. Москве. Краткое описание технологии и разработанного оборудования содержится в каталоге выставки «Инновационный и научный потенциал Красноярского края».
Публикации. По основным материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, включая два свидетельства на полезную модель и два патента РФ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложений. Общий объем рукописи составляет 145 страниц, включая 22 рисунка 32 таблицы 6 приложений 246 библиографических источников в том числе 3 на иностранном языке.