Введение к работе
Актуальность проблемы. Развитие маслобойного дела повысило спрос на семена подсолнечника, что привело к значительному росту посевных площадей под эту культуру. Наибольшее развитие подсолнечник получил в 70-80-х годах XX столетия. Это было связано не только с возросшим спросом на подсолнечное масло, а в основном, с повышением продуктивности этого растения в процессе селекции. В Европе сконцентрировано 70% площадей, на которых возделывается подсолнечник, в Южной Америке - 15%, на других континентах - остальное. На долю европейского производства семян, в т.ч. и в России, приходится 57% мирового производства семян и 69% подсолнечного масла. В настоящее время повышенный интеpес к производству подсолнечника проявляет Австралия, страны Северной Америки и Турция. Основной тенденцией в международной торговле в этой сфере, по мнению многих специалистов, в ближайшее время станет переход от продажи растительного масла к продаже семян. При этом рост производства этой культуры будет происходить, в основном, не за счет увеличения площадей ее возделывания, за счет увеличения урсжайности иі снижения потерь.
В России производство семян подсолнечника в последние три года в среднем составило 3,8 млн.т. Заметного роста в увеличении объема его производства пока не заметно. Это объясняется в основном двумя причинами: отсутствием достаточного количества высококлассных семян, в т.ч. высших репродукций и слабой материально-технической базой по его возделыванию и обработке урожая. Обе эти причины тесно взаимосвязаны между собой. Дальнейшее увеличение производства и значительные специфические особенности современных сортов и гибридов высокомасличного подсолнечника предъявляют высокие требования к технике для послеуборочной обработки семян этой культуры. В этой связи послеуборочная обработка семенного материала подсолнечника - наиболее ответственный этап в общей системе мероприятий по сохранению и обеспечению качества семян. От её организации и технического обеспечения в решающей степени зависит конечный результат -выход и качество семенного материала.
В России широкое распространение получила технология обработки семян подсолнечника с использованием техники, предназначенной для работы на зерновых культурах. При этом не учитываются особенности комбайнового вороха семян подсолнечника, который по своим биологическим, физико-механическим и другим свойствам существенно отличается от вороха семян зерновых культур. К этим особенностям можно отнести: высокую биологаческую, активность вороха; плохую сыпучесть его при высокой влажности; быструю самосогревасмость, что приводит к порче семян даже при кратковременном их хранении в ворохе; одна переброска нориями увеличивает травмирование семян на 0,3-0,5%; наличие периода биологического дозревания, который не позволяет при уборке достоверно определить качество семян; специфические трудноотделимые примеси; калибрование семян по фракциям и т.д Перечисленное способствует неустойчивости протекания технологически процессов при послеуборочной обработке семян подсолнечника и неравномерность распределения потока материала в линии и по рабочим органам машин.
Поэтому проблема разработки прогрессивных технологий и технологических средств для подготовки семян подсолнечника высших репродукций имеет важное народнохозяйственное значение для производства подсолнечника, на который в последние годы значительно возрос спрос на мировом рынке.
Исследования и разработки, составившие основу данной работы, выполнены в соответствии с программой НИР по проблемам 0.СХ.65, 0.51.15, НТО «Масло».
Цель работы - разработка и внедрение в АПК России прогрессивных технологий и технических средств для подготовки на поточных линиях агрегатов, комплексов и семзаводов семян подсолнечника высших репродукций.
Объекты исследования. Семена сортов и габридов подсолнечника, технологии,
рабочие органы, экспериментальные установки, опытные образцы машин, поточные линии агрегатов и семзаводы при их функционировании в производственных условиях, экспериментальные лабораторные приборы.
Методика исследования. За основу приняты функционально- стоимостной и технико-математический анализы. При аналитическом описании закономерности движения частиц по рабочим органам использованы основы теоретической и земледельческой механики. В математических моделях применены законы аэродинамики. Чистоту, посевные качества, биометрическую характеристику и ряд других показателей оценивали стандартными методиками и по специально разработанным частным методикам. Экспериментальные данные обрабатывались методами теории вероятности и математической статистики.
Научную новизну составляют:
двухэтапная технология подготовки семян подсолнечника, включающая предварительную очистку вороха, биологическое дозревание, и окончательную очистку фракций с учётом биометрических показателей семянок;
математические модели пневмовибрационной сепарации семян основанные па агробиологических свойствах, аэродинамических и геометрических параметров семянок;
взаимосвязь основных параметров делительной плоскости пневмостола с
характеристиками машин и биометрическими показателями семянок
подсолнечника;
гидровакуумная технология выделения склероциев белой гнили.
Оригинальность и новизна предложенных технологических схем и технических
решений подтверждена 15 авторскими свидетельствами и патентами РФ, патентом США и патентом Франции.
Практическую ценность имеют результаты исследований, реализованные в виде:
двухэтапная технология подготовки высококачественных семян подсолнечника высших репродукций;
методы инженерного расчета оборудования линий;
рекомендации и предложения конструкторским организациям по параметрам оборудования для очистки, сортирования, транспортирования, протравливания и инкрустации семян;
машин и приспособлений четырех наименований для очистки, сортирования, транспортирования семян, рекомендованных в производство;
рекомендации трех наименований по очистке, сортированию и протравливанию семян подсолнечника;
агротехнические требования трех наименований на приспособление к агрегатам и комплексам для очистки семян подсолнечника, тихоходную норию, машину окончательной очистки семян;
заданий на типовое и экспериментальное проектирование двух семзаводов по подготовке семян подсолнечника, на реконструкцию типового проекта №812-0-3;
раздела по технологии очистки и сортированию семян масличных культур в справочном материале «Нормы технологического проектирования предприятий послеуборочной обработки зерна и семян» (1988 г.).
Реализация результатов исследований. Материалы исследований явились основанием для включения оборудования двух наименований в систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства па 1981 -1990 г.г.; ч. 1. Растениеводство.
Технология подготовки семян подсолнечника высших репродукций реализована в институтах и фирмах, являющихся основными их пронзводителями в России -Селекционной семеноводческой фирме ВНИИМК, Донском филиале ВНИИМК, OCX «Березанское»», Селекционно-семеноводческой фирме «Российская гибридная ш.дустрия»,
Вейделевском научно-производственном институте селекции и семеноводства подсолнечника ЦЧЗ.
Технология очистки семян подсолнечника от склероциев белой гнили используется в OCX «Березанское», ССФ ВНИИМК, ВИП.
Приспособления к агрегатам типа ЗАВ для обработки семян подсолнечника рекомендовано к производству и принято ОАО «Зерноочистка» для реализации и выпускается серийно.
Конструкция и основные параметры деки и системы воздухораспределения реализовано ОАО «Зерноочистка» при разработке машина МОС-9, рекомендованной в производство и выпускается серийно.
Основные параметры питающего устройства реализованы ОАО «Зерноочистка» при модернизации машин МС-4,5, ОВС-25, ЗВС-20А.
Конструкция и основные параметры тихоходной нории использованы ОАО «Зерноочистка» при разработке нории НТХ-20, рекомепдованной в производство и выпускается серийно.
Предложения по усовершенствованию технологии обработки семян подсолнечника, примененной в типовом проекте №812-0-3, приняты ОАО «Зернопроект» и использованы для его доработки. Эта технология применена также при проектировании семзавода по обработке семян подсолнечника для Украинского НИИ масличных культур (г. Запорожье).
Двухэтанная технология подготовки семян подсолнечника высших репродукций реализована ОАО «Зернопроект» при разработке экспериментального семзавода, сооруженного в OCX «Березанское» Краснодарского края. Использование этого семзавода по сравнению с построенным по типовому проекту №812-0-3 (колхоз «Кубань» Каневского района Краснодарского края) позволяет уменьшить в 2.9 раза объем строительных работ, сократить в 3 6 раза расход электроэнергии, уменьшить число используемых зерноочистительных машин с 16 до 5, значительно сократить обслуживающий персонал Суммарная экономия только за счет уменьшения эксплуатационных затрат составляет 1180тыс.руб.
Технологаческие комплексы для инкрустирования посевного материала на базе легких блочных металлоконструкций и передвижные на базе автомобильных прицепов внедрены в хозяйствах Краснодарского края. Ростовской и Белгородской областях.
Достоверность разработанных основных положений, выводов и рекомендаций подтверждены сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, справками, актами и протоколами испытаний и опытно- промышленного внедрения, опытом проектирования, изготовления и широкой апробации АПК Краснодарского края и областях-производителях подсолнечника.
Апробация работы. ОсноBные материалы и положения работы доложены на научно-техническом совете Государственной комиссии Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам (1991), совещании Всесоюзной школы молодых ученых и специалистов (Минск, 1981); на Всесоюзной научно-технической конференции по современным проблемам земледельческой механики (Мелитополь, 1989); на II Международной научно-практической конференции "Проблемы механизации и электронизации отраслей агропромышленного комплекса" (Краснодар, 1991), ежегодных отчетно-плановых сессиях ученого совета ВНИИМК, НТС ОАО «Зерноочистка» и ОАО «ВИСХОМ».
Стпуктура работы. Диссертация изложена в форме научного доклада, состоит из 8 разделов, включаюших 18 таблиц и 18 рисунков, выводов и рекомендаций для производства, списка опубликованных работ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 74 научных и научно-производственных работ общим объемом 29.2 печатных листа. Основные положения работы изложены в 44 публикациях, в числе которых книга «Машинная подготовка семян
подсолнечника» (1998 г.). Получено 15 авторских свидетельств и патентов РФ, 1 патент США, 1 патент Франции.
На защиту выносятся результаты, перечисленные в рубриках «Научная новизна», «Практическая ценность» и «Реализация результатов исследования».