Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 8
1.1 Анализ количественных и качественных потерь стебельчатых кормов в технологической цепи «поле-кормушка» 8
1.2 Технология и технические средства приготовления пакетированных кормов повышенной влажности в упаковках из синтетической пленки . 13
1.3 Краткий анализ факторов, влияющих на биохимические и микробиологические превращения во влажном растительном материале в процессе хранения 21
1.4 Консервирование кормов в упаковках с пониженным давлением воздуха и устройства для его создания 32
1.5 Выводы. Цели и задачи исследования 39
2. Теоретические исследования 43
2.1 Исследование факторов оказывающих воздействие на качественные показатели корма в упаковке с пониженным давлением газовой среды 43
2.2 Анализ характера и динамики изменения газовой среды в изолированном массиве листостебельчатой массы повышенной влажности ... 47
2.3 Математическое обоснование режимов и параметров приготовления листостебельчатых кормов в упаковках с пониженным давлением газовой среды 53
2.4 Исследование режимов работы вакуумной машины и расчет работы одно- и двухступенчатых вакуумных систем 58
2.5 Расчет типоразмерного ряда поголовья скота, обоснование параметров и определение потребного количества упаковок многоразового пользования 62
Выводы из главы 2 67
3. Программа и методика экспериментального исследования 69
3.1 Общая программа и методика исследования 69
3.2 Частные методики исследования и используемое оборудование 70
3.2.1 Методика лабораторного исследования барометрических, температурных и влажностных режимов хранения листостебельчатой резки в герметичных емкостях ограниченного объема 70
3.2.2 Методика исследования барометрических, температурных и влажностных режимов хранения листостебельчатой резки в упаковках многоразового пользования 79
3.2.3 Методика установления соответствия вакуумных насосов НВР-1 и ВВН1-3 для создания пониженного давления в упаковках корма 83
4. Результаты экспериментальных исследований 86
4.1 Температурный, влажностный и барометрический режимы хранения резки люцерны, эспарцета и кукурузы различной исходной влажности и плотности укладки в герметичных емкостях ограниченного объема 86
4.2 Соответствие вакуумных насосов НВР-1 и ВВН1-3 для создания пониженного давления в упаковках корма 97
4.3 Результаты исследования зависимости температуры самонагревания резки кукурузы и люцерны от барометрического, плотностного и влажностного режимов хранения 99
4.3.1 Влияние барометрического и плотностного режима на приготовление кукурузного силоса в упаковках 99
4.3.2 Влияние барометрического, плотностного и влажностного режима на приготовление травяного силоса в упаковках.. 106
5 Энергетическая оценка предложенного приёма и экономическая эффективность результатов исследования 112
5.1 Оценка качества кукурузного и травяного силоса в упаковках с пониженным давлением газовой среды 112
5.2 Определение энергетических затрат на приготовление кукурузного и травяного силоса в упаковках многоразового пользования 113
5.3 Технико-экономическая оценка предложенного приёма и экономическая эффективность результатов исследования 117
Общие выводы и предложения 131
Литература 133
Приложения 143
- Технология и технические средства приготовления пакетированных кормов повышенной влажности в упаковках из синтетической пленки
- Анализ характера и динамики изменения газовой среды в изолированном массиве листостебельчатой массы повышенной влажности
- Методика лабораторного исследования барометрических, температурных и влажностных режимов хранения листостебельчатой резки в герметичных емкостях ограниченного объема
- Температурный, влажностный и барометрический режимы хранения резки люцерны, эспарцета и кукурузы различной исходной влажности и плотности укладки в герметичных емкостях ограниченного объема
Введение к работе
Актуальность исследования. По данным Всероссийской сельскохозяйственной переписи 2006 года, в ходе которой подсчитано поголовье крупного рогатого скота, свиней, овец, птицы и прочей живности крестьянских подворий, за последние десятилетия произошло резкое сокращение поголовья. В результате производство мяса в живом весе с 1990 по 2006 год уменьшилось вдвое – с 15 до 7 млн. тонн, объемы надаиваемого молока упали более чем в полтора раза – с 55 до 30 млн. тонн.
Причин сложившегося положения много, основными из которых является диспаритет цен на промышленную и первичную сельскохозяйственную продукцию, неустойчивая коньюктура в сельском хозяйстве, отток сельского населения в город.
Фермерские, крестьянские и личные подсобные хозяйства Юга России, содержащие значительное поголовье скота и получившие в последние годы ощутимую поддержку по национальному проекту «Сельское хозяйство», зачастую не дают ожидаемой отдачи, в том числе и вследствие нехватки качественных кормов, несбалансированности кормовых рационов.
Подсчитано, что потребность единичного крестьянского хозяйства в сочных кормах зимнего периода составляет от 15 до 46 тонн. Практикуемое приготовление силоса и сенажа в малообъемных приусадебных хранилищах не всегда успешно вследствие отсутствия средств контроля над течением процессов консервации корма и методов воздействия на них, опасности подтопления грунтовыми водами, сложности уплотнения корма вручную, трудоемкости порционного извлечения его, доступа воздуха во вскрытое хранилище.
В 60-х годах прошлого века, как в нашей стране, так и за рубежом были предприняты попытки консервации силоса и сенажа в упаковках с давлением воздуха ниже нормального атмосферного. Способ не получил развития вследствие слабой технической базы того времени и недостаточной научной проработки. Массовое производство синтетической пленки и широкое применение так называемой «вакуумной упаковки» пищевых продуктов, а также достигну- тый технический уровень позволили вернуться к рассматриваемому вопросу на новом уровне.
Работа проводилась в соответствии с планом НИР Ставропольского ГАУ по теме 36.1.2 «Разработка технологий и технических средств механизации работ в крестьянских (фермерских) хозяйствах».
Целью работы является повышение качества листостебельчатых кормов путём обоснования режимов и технических средств приготовления и хранения их в герметичных упаковках с пониженным давлением газовой среды.
Объект исследования: технологические процессы и оборудование для приготовления и хранения листостебельчатых кормов повышенной влажности.
Предмет исследования: закономерности процессов и режимов приготовления и хранения кормов в упаковке с пониженным давлением газовой среды.
Методология работы включала аналитическое определение условий приготовления листостебельчатых кормов в емкостях с давлением газовой среды ниже нормального атмосферного, методы физического и математического моделирования, методы системного анализа, натурного исследования операций и математической обработки результатов наблюдений, оценку адекватности и достоверности полученных данных, определение энергетической и экономической эффективности.
Анализ предшествующих исследований позволил сформулировать научную гипотезу о том, что существует определенное сочетание факторов и параметров, выполнение которых обеспечит сохранность кормовых качеств растительного сырья размещенного в замкнутой упаковке с пониженным давлением газовой среды.
В качестве рабочей – принято предположение о возможности низкозатратного и энергосберегающего приготовления листостебельчатых кормов повышенной влажности в упаковках с принудительным созданием в них давления газовой среды ниже нормального атмосферного.
По результатам работы на защиту выносятся следующие научные результаты и практические рекомендации: - определение факторов и расчетное обоснование степени воздействия их на качество и сохранность листостебельчатого корма размещенного в упаковках и математическое описание режимов и параметров приготовления лис-тостебельчатых кормов в упаковках с пониженным давлением газовой среды; методика оценки барометрических, температурных и влажностных режимов хранения изолированного массива листостебельчатой массы; характер и закономерности самонагревания растительного сырья в зависимости от барометрических, влажностных, плотностных и других параметров хранения его в герметичной упаковке; рабочие режимы приготовления травяной и кукурузной резки в упаковках с пониженным давлением газовой среды и технические средства для их обеспечения; рекомендации по типоразмерному ряду поголовья скота, обоснование конструкции и параметров упаковок многоразового пользования; энергетические, трудовые и материальные затраты на приготовление и использование пакетированных кормов в условиях малых фермерских и крестьянских хозяйств.
Научная новизна исследований состоит в определении факторов внешней и внутренней среды, оказывающих воздействие на качество растительной резки, и математическом обосновании режимов и параметров приготовления листостебельчатых кормов в упаковках с пониженным давлением газовой среды; в разработке методики оценки барометрических, влажностных, плотностных и других показателей хранения листостебельчатой массы в изолированных упаковках по показателям температуры самонагревания растительного сырья; в установлении и аналитическом описании рабочих режимов процесса и технических средствах для их осуществления.
Практическая значимость работы заключается в повышении качества кормов путем обеспечения предложенных параметров и режимов приготовления и хранения травяной и кукурузной резки в упаковках многоразового пользования с пониженным давлением газовой среды; в разработке конструктивно-технологических решений приготовления пакетированных кормов повышенной влажности в условиях производства.
На техническое решение получен патент РФ №45367 на полезную модель.
Реализация результатов исследований выполнялась в 2007 – 2008 годах в крестьянских фермерских хозяйствах Макаренко А.И., Иванова В.И. Грачев-ского района Ставропольского края. Успешно ведутся НИР по контракту № 7272р/10113 на разработку способа порционной заготовки кормов в модифицированной газовой среде (Государственный фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, г. Москва 2007 – 2010 г.г.). Технология приготовления листостебельчатых кормов в упаковках с пониженным давлением газовой среды рекомендована к внедрению Государственным учреждением по работе с крестьянскими (фермерскими) хозяйствами и сельскохозяйственными кооперативами Ставропольского края (декабрь 2008 г.).
Апробация работы. Результаты исследований доложены на 69-й и 72-й научно-практических конференциях Ставропольского ГАУ (2005 и 2008 г.г.); на II туре смотра-конкурса Азово-Черноморской государственной агро-инженерной академии (г. Зерноград, март 2007 г.); на зональном семинаре ЮФО «Подготовка и управление инновационными научно-техническими проектами» (Астрахань, октябрь 2007 г.).
Разработки демонстрировались и отмечены дипломом II-й степени на выставке Агроуниверсал (Ставрополь, март 2006 г.); дипломами II-й степени и серебряными медалями на XII Международной выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» (Санкт-Петербург, сентябрь 2007 г.) и VIII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (март 2008 г.).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в их числе монография и патент на полезную модель. Общий объем опубликованных работ составляет 4,2 печатных листов, из которых соискателю принадлежат 1,44 печатных листов.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, общих выводов и предложений, списка литературы и приложений. Рисунков 53, таблиц 22.
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Технология и технические средства приготовления пакетированных кормов повышенной влажности в упаковках из синтетической пленки
Синтетические материалы нашли широкое применение при заготовке кормов. Это полипропиленовый и поливинилхлоридный вязальный шпагат с высокой разрывной нагрузкой для увязки сена и соломы прессуемой в прямоугольные тюки или цилиндрические рулоны, сетки из прочных синтетических нитей для обвязки большегабаритных рулонов повышенной плотности, полиэтиленовые ленты толщиной 25 мкм и шириной 0,5 м для герметичной упаковки тюков и рулонов сенажа и травяного силоса.
Зарубежными фирмами разрабатываются новые технологии уборки и приготовления стебельчатых кормов высокой влажности, созданы специализированные средства для полевой и прифермской упаковки кормовых материалов в синтетическую пленку. Рассмотрим наиболее распространенные из них.
Травяная масса влажностью 40-60 % подбирается пресс-подборщиком R 12 Super (Германия) и формируется в цилиндрические рулоны диаметром 1.5 и длиной 1,2 м с массой в 500-700 кг. Через 2-3 часа после прессования рулоны пакуются в полиэтиленовую пленку прицепным упаковщиком FW 10/2000) производительностью до 25 рулонов в час. Машины для прессования кормов в рулоны с последующей упаковкой их в полимерную пленку производят также фирмы CLAAS, John Deere (США), KRON (Германия), Бобруйскагромаш (Белоруссия) и другие. Погрузка рулонов на транспортные средства и складирование их в штабель выполняются погрузчиком ПКУ-0,8 оснащенным специальным захватом ПМТ-01. Пленка надежно защищает корм от неблагоприятного воздействия влаги, воздуха, солнечной инсоляции и гарантирует сохранность его питательной ценности в течение года [65]. Схема последовательности упаковки рулонов, а также фотографии упаковщика и погрузчика в работе показаны на рисунках 1.4 и 1.5. На рисунке 1.6 представлена ярусная погрузка рулонов сенажа упакованных в светоне проницаемую пленку на большегрузный тракторный прицеп. На рынок поступили также навесные рулонные упаковщики 1800S фирмы Massar (Италия) спо ) собные работать на склонах с рулонами диаметром до 160 см и массой до 1200 кг [53] Перед раздачей корма скоту упаковочную пленку и обвязочный шпагат снимают вручную. Рулон загружают в прицепной резчик-раздатчик рулонов Т 12, который разрезает его поперек и перемещаясь вдоль фронта кормушек выгружает корм россыпью. Длина нарезки рулона регулируется и составляет 9,15 и 22 см. Также рационально использование самокормушек для крупного рогатого скота и для овец, в которых могут использоваться как рулонирован-ные, так и рассыпные корма. Описанная технология с некоторыми вариациями применяется в колхозе-племзаводе «Россия» Новоалександровского района, в СПК им. Ворошилова Труновского района, в колхозе-зплемзаводе «Казьминский» Кочубеев-ского района, в ряде других с.-х. предприятий Ставропольского края. Хорошие результаты, по литературным данным, достигаются при хранении сенажа, травяного и кукурузного силоса в пластиковом рукаве (мешке туннельного типа) по технологии предложенной фирмой AG-BAG [38]. Измельченный корм подвозимый с поля к животноводческой ферме самосвальными транспортными средствами, разгружают в приемник питатель. Отсюда резка поступает в комбинированный агрегат AG-BAG М 901012 который специальной уплотняющей системой подает ее порциями в пластиковый рукав, сечение которого представляет полуокружность диаметром 2,2 м. Технологией предусмотрена дозированная обработка резки подаваемой в рукав жидкими консервантами. По мере наполнения рукава агрегат вместе с приемником-питателем перемещаются оставляя за собой плотно заполненный кормом рукав длина которого может достигать 75 м и вмещать до 300 т корма. Корма упакованные таким образом в период хранения теряют от 2-х до 8 % сухого вещества [38]. На рис. 1.7 показаны этапы работы комбинированного агрегата AG-BAG для консервирования силоса в пластиковом рукаве. Общий вид площадки с размещенными упаковками корма в АОЗТ «Агро-союз» Синельниковско-го района Днепропетровской области представлен на рис. 1.8. Во всех приведенных материалах указывается, что высокое качество приготовления и сохранности кормов окупает затраты связанные с значительным расходом и стоимостью пленочных материалов. Во всех климатических зонах получило распространение укрытие типовых горизонтальных силосных и сенажных хранилищ (ГСХ) полотнищами синтетической пленки. Технология изготовления (склеивания) такого полотнища, последовательность укрытия им заполненного хранилища, равно как и эффективность процесса, достаточно подробно изложены в отечественной литературе [12, 15, 24 и др.]. Основные марки и параметры синтетической полимерной пленки хозяйственного назначения, выпускаемой отечественной промышленностью, приведены в Приложении 1. Использование полотнищ полимерной пленки для выстилания дна и стенок необлицованного (грунтового) кормохранилища вместимостью от 5 до 54 т с объемом от 8 до 90 м3 практикуется в ряде крестьянских, фермерских и личных подсобных хозяйствах юга России [36, 3, 58 и др.]. Разработаны программы автоматизированного расчета потребности в укрывной пленке для одно- и многосекционных кормохранилищ [72, 73].
Недостатком применения пленки в качестве укрывного материала кор-мохранилищ является высокая вероятность повреждения ее бродячим скотом, мышами и птицами. Это требует ограждения хранилища, покрытия поверхности пленки слоем грунта или глины, что в свою очередь исключает возможность повторного использования пленки по описанному назначению. На настоящее время нет поточных линий промышленного типа для упаковки кормов в штучные пакеты большого объема.
Однако широко распространены технологии упаковки пищевых и промышленных продуктов в объемные и плоские термосвариваемые пакеты из различных синтетических материалов. Для этой цели выпускаются фасовоч-но-упаковочные автоматы различного типа, обеспечивающие как расфасовку штучных материалов, так и фасовку жидких, пастообразных и сыпучих продуктов объемом от 2 до 50 дм3 [87].
Анализ характера и динамики изменения газовой среды в изолированном массиве листостебельчатой массы повышенной влажности
Растительное сырье упакованное в пакеты с пониженным давлении-ем газовой среды, равно как и сам материал пакетов, подвергаются воздействию внешних и внутренних факторов, определяющих характер течения процессов консервации и сохранность питательной ценности корма. Эти факторы можно условно разделить на перво- и второстепенной значимости, кратковременного (первые 40-120 ч) и продолжительного действия (в течение всего срока хранения корма), регулируемые и не регулируемые. От них зависят характер и интенсивность течения биохимических процессов в корме, обусловленные составом микробиологического сообщества определяющего интенсивность распада углеводов, в свою очередь, сопровождающегося выделением газов и теплоты влияющих на температурный режим хранения и в конечном счете определяющем качественные показатели корма.
Факторами первостепенной важности является время tз нахождения срезанного растительного сырья под воздействием внешней среды вплоть до укладки корма в упаковку и создания в ней пониженного давления. Первостепенной важностью обладают также три фактора внутренней среды: влажность Wн и температура tн растительного сырья закладываемого на хранение, давление Р в упаковке и продолжительность Тр его сохранения в заданных пределах, температура tc и продолжительность Tc самонагревания растительной массы в процессе хранения.
Из названных 4-х факторов первостепенной важности два являются нерегулируемыми: продолжительность закладки сырья, зависящая от текущих погодных условий, уровня организации технологических работ и других; температура и продолжительность самонагревания растительного сырья зависящая от его исходной влажности и температуры, остаточного содержания кислорода, объемов и интенсивности газовыделения и многих других.
Один фактор внутренней среды является частично регулируемым (начальная влажность и температура растительного сырья) и лишь один фактор – регулируемым, давление создаваемое в упаковке продолжительность поддержания его в заданных пределах. Взаимосвязь названных факторов и их влияние на качественные показатели корма в упаковке представлены на рисунке 2.1, где все рассматриваемые элементы выделены в отдельные блоки, а взаимодействие их между собой представлено векторными связями.
Факторы кратковременного воздействия, определяющие характер начального периода приготовления корма (рис. 2.1 А), включают 4 элемента внешнего воздействия: температуру и влажность окружающей среды; продолжительность нахождения кормового сырья под воздействием факторов внешней среды, названная продолжительностью закладки корма; параметры упаковки влияющие на качество корма; величина и интенсивность механического воздействия на корм и упаковку. В начальный период на качество корма действуют также 7 внутренних факторов: остаточное количество кислорода О2 в упаковке; объемы и интенсивность газовыделения сырья; величина давления в упаковке; длина резки и плотность укладки материала; начальная влажность и температура корма. Между названными факторами, воздействующими на качественные показатели корма и упаковку, выявлено 19 взаимодействий (связей).
Факторы продолжительного воздействия включают 4 элемента внешней среды: температуру и влажность окружающей среды, прочностные характеристики упаковки, силовое (механическое) и световое воздействие на неё. В этот же период на качество корма воздействуют 4 фактора внутренней среды: начальная величина и продолжительность воздействия пониженного давления в упаковке, интенсивность и продолжительность газовыделения растительного сырья; текущая температура и влажность корма. Между этими факторами, материалом упаковки и качественными показателями корма прослеживаются 14 взаимосвязей (рис. 2.1 Б).
В начальный период, к которому отнесены первые 40-120 часов после закладки корма в пакеты, большая часть факторов внутренней среды могут быть отнесены к значимым (нижний блок схемы А рис. 2.1). Из них нерегулируемыми являются: объемы и интенсивность газовыделения происходящего вследствие продолжающегося дыхания клеток, сопровождающееся выделением СОг, которое в начальный период уравновешивается интенсивным потреблением кислорода находящегося в остаточном количестве воздуха. Однако объемы и продолжительность газовыделения могут быть достаточно значительными, что может привести к росту давления в упаковке вплоть до избыточного. Прямое влияние на начальное содержание воздуха оказывает также плотность укладки материала, в свою очередь, связанная с длиной резки.
К факторам существенной значимости может быть отнесено также нарушение герметичности пакетов грызунами или вследствие механических воздействий при транспортировке и штабелировании. Влияние на сохранность корма оказывают также принятый объем и конструкция пакетов, прочность и светопроницаемость материала пакета, и некоторые другие факторы. Оценка факторов влияющих на качество корма приведена в Приложении 18.
Методика лабораторного исследования барометрических, температурных и влажностных режимов хранения листостебельчатой резки в герметичных емкостях ограниченного объема
Суточная норма дачи силоса одному животному в зависимости от вида скота, типа кормления и принятой продолжительности периода кормления скота колеблется в значительных пределах (Приложение 4)
Исходя из названного, а также с учетом норм страхового запаса определяется потребность в травяном и кукурузном силосе хранение которого выполняется в упаковках с давлением ниже нормального атмосферного.
Типоразмерный ряд поголовья скота малых крестьянских и личных подсобных хозяйств и количество упаковок, необходимое для закладки корма потребного в период кормления (90 дней), приведены в табл. 2.1. Упаковки многоразового пользования могут изготавливаться из рулонной бесшовной полиэтиленовой пленки шириной 1100 и 1500 мм находящейся в свободной продаже. Согласно данных эргономики [18], а также исходя из практических наблюдений, два работника совместно могут поднимать и укладывать штучные упаковки массой до 100 кг на высоту до 1,0 м в течение 3-х и более часов. В нашем случае герметичные пленочные упаковки заполненные кормом следует укладывать в два яруса, при этом желательно чтобы масса пакетов в нижнем и верхнем ярусах была разной с размещением в нижнем ярусе 2А, в верхнем у, хранящегося корма. С учетом плотности укладки травяного корма в пределах р = 150...250 кг/м3 и кукурузного - р = 250...350 кг/м3 нами использованы упаковки изготовленные на местах объемом Vi = 0,4 м3 и V2 = 0,25 м3. Для изготовления упаковок объемом V\ = 0,4 м3 использовалась пленка толщиной 0,020 мм, а для пакетов объемом V2 = 0,25 м3 - соответственно 0,015 мм. Из анализа цифровых материалов таблицы 2.1 видно: - количество упаковок объемом V\ потребное для укладки первого яруса в 1,25 раз превышает численность пакетов второго яруса объемом V2. - требуемое количество упаковок для хранения травяного силоса в 1,9 раза превышает их потребное число для кукурузного силоса. При изготовлении упаковок многоразового пользования нами предложено выполнять один из шести типов термосварного шва - одно-, двух- и трехзаходный которые, в свою очередь, разделяются на симметричные и асимметричные, с укладкой нижнего обреза чулка полиэтиленовой пленки согласно схем, представленных в таблице 2.2. Из анализа таблицы видно, что при изготовлении упаковок с одноза ходным швом длина его при зазорах а Ои с 0 составляет 1/2 ширины рукава пленки, а при изготовлении двухзаходного и трехзаходного соответственно 1/3 и 1/4 ширины рукава.
Типы швов не оказывают значительного влияния на расход пленки, но существенно влияют на прочность шва. Так если однозаходный симметричный и асимметричный швы воспринимают на себя давление всей массы находящейся в упаковке, то укороченные швы располагаясь в центре упаковки подвергаются меньшей нагрузке на разрыв, так как при заполнении упаковки кормом уводятся внутрь, вследствие чего основная нагрузка приходится не на шов, а на материал упаковки. Это наглядно видно на фото рис. 2.8.
Параметры упаковок предлагаемых конструкций приведены в таблице 2.3, из анализа которой видно, что удельный расход пленки на хранение 1 м3 корма с уменьшением объема упаковки с 0,40 до 0,25 м3 возрастает с 7, 875 до 9,0 м2.
Исходя из потребности в силосе в период кормления скота, принятой плотности укладки кукурузного или травяного силоса и емкости упаковки, выполнены расчеты потребного количества упаковок нижнего и верхнего яру 66 са укладки и расхода рукавной пленки на их изготовление. Это наглядно представлено в номограмме (рис.2.9).
Температурный, влажностный и барометрический режимы хранения резки люцерны, эспарцета и кукурузы различной исходной влажности и плотности укладки в герметичных емкостях ограниченного объема
Установка включает вакуумный насос НВР-1 с приводом (1), вакуумный баллон (2) с вакуумным регулятором и вакуумметром, большеобъемные пленочные мешки (3) (упаковки многоразового пользования) снабженные металлической горловиной диаметром 220 мм. На горловине размещены три штуцера, первый из которых снабжен проходным краном (4) и переходником для подключения к вакуумному баллону; второй – предназначен для проводов сенсорных датчиков (5) температуры и влажности соединенных с блоком индикации VT-3535 (11); третий штуцер представляет собой тройник (6) с проходными кранами для установки вакуумметра ВПЗ-УУ2 (7), манометра МП-2 (8) и спирометра ССП (9).
Методикой предусматривается исследование режимов хранения корма в изолированных упаковках вместимостью 80 и 50 кг по трем вариантам наблюдения – с созданием и поддержанием в заданных пределах абсолютного давления по схеме Р = 40 - 80 - … - …- 40 - 80 кПа (Вариант 1); с созданием и поддержанием абсолютного давления по схеме Р = 40 - 100 - … - …- 40 - 100 кПа (Вариант 2) и без создания давления ниже нормального атмосферного со сбросом возникающего в упаковке избыточного давления по схеме Р = 100 -110 - … - …- 110 - 100 кПа (Вариант 4 – контроль).
Последовательность определения динамики барометрических, температурных и влажностных режимов в массиве растительной массы различной плотности по названным вариантам описана ниже. Первый вариант наблюдений включает: - определение влагомером, (в нашем случае Wile 26), начальной влажности растительного материала с точностью ± 2% с занесением в журнал; - описание характеристики корма и отбор образца массой не менее 500 г для лабораторного анализа; - взвешивание растительной массы на весах ВЛКТ-50 с погрешностью ± 50 г и размещение ее в упаковке с приданием заданной плотности х) определяемой как р = m/V кг/м3, где m - масса заложенного материала, кг; V - объем упаковки, (V = 0,4 м3); - размещение в растительной массе проводного сенсорного датчика температуры и влажности, с пропуском проводов через герметизируемый штуцер металлической горловины. Крепление горловины к пленочной упаковке с герметизацией исключающей протечку газов; - создание в упаковке начального абсолютного давления Р = 40 кПа включением вакуумного насоса НВР-1 при открытых проходных кранах. Контроль задаваемого параметра выполняется вакуумметром ВПЗ-УУ2 с точностью показаний ± 1 кПа; - поддержание заданной величины разрежения путем периодического соединения емкости упаковки с вакуумбаллоном при минимальном сечении проходного крана горловины. При увеличении абсолютного давления в упаковке до принятого условиями опыта значения Р = 80 кПа первоначальное давление возобновляют, что вносят соответствующей записью в журнал; - регистрация показаний вакуумметра и датчиков производится с заданной периодичностью наблюдения. Замеры приборных показаний прекращаются и опыт считается законченным при стабилизации температуры и прекращении газовыделения. Опыт прекращается также при превышении температуры массы принятого предела в 400 С или при продолжающемся интенсивном газовыделении; - по завершению наблюдения упаковка вскрывается, материалу дается органолептическая оценка, отбирается навеска корма в 2,0 кг для анализа и оценки его по основным показателям в специализированной лаборатории. Укладка стебельчатых кормов в упаковку выполняется вручную, требуемая степень уплотнения осуществляется утаптыванием с размещением упаковки в цилиндрической скорлупе диаметром 950 мм и высотой 600 мм. Второй вариант эксперимента включает, помимо выполнения первоначальных пунктов размещения массы в упаковке, установки датчиков и герметизации горловины, создания начального абсолютного давления (Р = 40 кПа), следующие операции: - отключение упаковки от вакуумбаллона путем перекрытия проходного крана и регистрация показаний вакуумметра и датчиков с заданной периодичностью; - при повышении абсолютного давления в упаковке до атмосферного (Ра = 100 кПа) начальное давление возобновляется путем соединения упаковки с вакуумбаллоном при открытых проходных кранах; - прекращение опыта регистрируется по стабилизации температуры и прекращении газовыделения. Опыт может быть прекращен досрочно при превышении температуры растительной массы принятого предела в 40 0С или продолжающимся интенсивном газовыделении; - по завершению наблюдения выполняются те же заключительные операции, что и в варианте 1. Контрольное наблюдение (Вариант 4) включает выполнение всех начальных операций кроме создания в упаковке давления ниже атмосферного. Другими словами, наблюдение производится за хранением растительной массы повышенной влажности заложенной в герметичные упаковки с выполнением периодического сброса избыточного давления в случае создания его выделившимися газами.
Сброс газов выполняется по достижению в упаковке избыточного давления примерно в 10-15 кПа, сопровождающееся некоторым вздутием, и осуществляется открытием проходного крана спирометра ССП с точностью показаний ±0,05 дм3. При этом на упаковку оказывается силовое воздействие для обеспечения более полного истечения газов. Показания спирометра регистрируются, проходной кран перекрывается.
По завершению наблюдения кормовому материалу вскрытой упаковки давалась органолептическая оценка с отбором образца для лабораторного анализа. Поедаемость корма скотом, равно как масса и характер кормовых остатков, оценивались визуально.
