CC BY
58
УДК 664.143.72
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН САХАРНОЙ СВЕКЛЫ БАРАБАННЫМ ДРАЖИРАТОРОМ
О. Н. Кухарев, доктор техн. наук, профессор; Г. Е. Гришин, доктор с.-х. наук, профессор
ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. (841-2) 62-85-63, е-таИ: sha_penza@mail.ru; kucharev@bk.ru
Обосновывается необходимость дражирования семян сахарной свеклы. Описываются технология и техническое средство для получения дражированных семян. Предлагается конструкция барабанного дражиратора с вращающимся дном, обосновывается эффективность его использования.
Ключевые слова: семена, обработка семян, дражиратор, сахарная свекла, технологическая схема.
Более 80 % посевов сахарной свеклы производятся дражированными семенами. Дражирование, то есть создание на поверхности семян искусственной оболочки, увеличивающей их размеры и массу и выравнивающей поверхность, обеспечивает более равномерный их высев, облегчает высев мелких шероховатых семян (моркови, петрушки и др.), сокращает затраты труда на прорывку посевов, способствует экономии посевного материала, улучшает условия роста растений и повышает урожай [1, 2, 3].
На семенных заводах Российской Федерации применяется типовая технология предпосевной обработки семян сахарной свеклы (рис. 1), которая включает предварительную, основную и дополнительную обработки и имеет следующие особенности: технологический процесс предусматривает возможность проведения очистки и сортирования семян по размерам, плотности, аэродинамическим свойствам, а также шлифование, калибрование, дражирова-ние и протравливание; обработка семян каждой партии строится с учетом их биологических и физико-механических свойств; процесс подготовки семян является дискретным, состоящим из отдельных циклов, между которыми семена находятся на промежуточном хранении и анализируются; основная обработка их ведется по фракциям, количество которых не менее трех; в процессе каждой операции очистки или сортирования семян обязательно выделяются основная (посевная) фракция, отходы и промежуточная, возвращающаяся на повторную обработку [4, 5, 6, 7].
Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов получения дражированных семян, про-
веденный в России и за рубежом, показывает, что наиболее перспективными являются дражираторы барабанного типа. Их преимущество заключается в простоте конструкции, низкой энергоемкости процесса и достаточно высоком качестве семян [8].
Очистка и сортирование семян
| Л ~
Шлифование
4 1
Калибровка
Л
Дражирование
Л ~
Сушка
4 и
Калибровка
4 и
Фасовка и складирование
Рис. 1. Этапы производства дражированых семян
Однако до последнего времени барабанные аппараты не получили достаточно широкого применения, поскольку они не соответствуют агротехническим требованиям по качеству семян и производительности.
В ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» совместно с ЗАО «ФМРус» (г. Москва) была
Нива Поволжья № 1 (22) февраль 2012 73
разработана технологическая схема и изготовлен опытный образец барабанного дражиратора (рис. 2), на который получен патент РФ [9].
Рис. 2. Общий вид предлагаемого дражиратора: 1 - рама; 2 - пусковая станция; 3 - вибролоток; 4 - бункер-дозатор; 5 - заслонка; 6 - отверстие в крышке барабана; 7 - выгрузной люк;
8 - барабан дражиратора; 9 - вентилятор
Барабанный дражиратор работает следующим образом. Сухой состав для дражи-рования семян (дражировочный порошок), состоящий из микро- и макроудобрений, витаминов, регуляторов роста, загружают в бункер-дозатор 4, расположенный на раме 1. Оттуда он поступает в барабан дражиратора 8 через отверстие 6. Подача состава для дражирования семян регулируется заслонкой 5 и с помощью вибролотка 3, частота которого устанавливается пусковой станцией 2. Предварительно подготовленные семена дражируемой культуры загружаются в барабан дражиратора 8 через верхний люк, после чего люк закрывается. Включается вентилятор поддува 9 дражиратора с помощью пусковой станции. Далее включается вращающееся дно барабана дражиратора 8. Затем клеящий раствор (рабочая жидкость) поступает из мерной емкости через отверстие в крышке барабана дражи-ратора 8.
Подача рабочей жидкости (клеящего раствора) и дражировочного порошка осуществляется поочередно и непрерывно до
получения драже требуемых размеров, и соответствующих стандарту.
При установившемся режиме дражирования на стадии 3/4 истечения дражировочного порошка подаётся комплекс защитных средств (инсектицидов) в виде сухого порошка через отверстие в крышке барабана дражиратора. Затем в барабан дражиратора добавляется краситель. После этого ведется укатка драже в течение нескольких минут с целью уплотнения оболочки. По окончании процесса дражирова-ния выгрузка готовых семян осуществляется через выгрузной люк 7 [10].
Производственные исследования подтвердили эффективность применения разработанного барабанного дражиратора. Исследования проводились согласно СТО АИСТ 10.4-2004 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для подготовки семян. Методы оценки функциональных показателей», ОСТ 10.1.1-98 «Испытание сельскохозяйственной техники, машин и оборудования для переработки сельскохозяйственного сырья. Основные положения», ГОСТ 28305, ОСТ 10 2.1 и ОСТ 10 1.1. на заводе по дражированию семян ЗАО «ФМРус» [10, 11, 12].
В качестве семенного материала использовались семена сахарной свеклы ЛМС-94, исходная фракция которых имела следующие показатели: сортовая чистота -96 %; абсолютная масса - 16 г; объемная масса - 442 г/л; влажность - 14 %%; всхожесть - 91 длина семени - 3,00... 3,07 мм; ширина семени - 2,99.3,05 мм; высота семени - 2,02.2,12 мм. В исследованиях в качестве исходного сырья были использованы апробированные и зарегистрированные препараты, имеющие право применяться на территории Российской Федерации [13].
Оптимальные конструктивно-режимные параметры экспериментального дражира-тора находятся путем изменения основных параметров дражиратора и определения количества качественных семян в партии Р, %.
Результаты производственных исследований обрабатывались на ПЭВМ с помощью прикладной программы «STATISTIKA Version 6.0».
По результатам обработки полученных данных, строили графики зависимостей количества качественных семян от частоты вращения рабочего органа, степени заполнения барабана дражиратора и времени, затраченного на процесс дражирования (рис. 3).
Корреляционная связь между величиной показателя количества качественных семян в партии (Р, %) и частотой вращения рабочего органа (ю-О выражается уравнением параболической функции
Р = -102,08+0,3516 ю-0,0002 ю2, (1)
при этом индекс корреляции Я = 0,97.
Корреляционная связь между величиной показателя количества качественных семян в партии (Р, %) и степенью загрузки
3 *
1 а--
ф
ш I-
о
н
ф го Т с
го
98 96 94 92 90 88
900
х
3 ^
£ а--ф ^
£ ?
о с! ф го
¡5 с
Сй
К I
ш к
Я Е
С1 Ф
о
100 98 96 94 92 90 88 86 84
_й " 1 О--ф ^
Р ?
о
ф го £ с
¡£ ей к I
ш к Я Е
С1 Ф
о
98 97 96 95 94 93 92 91
1000 1100 1200 1300
Частота вращения рабочего органа ю, мин.-1 а)
всаНегрЫ (Степень заполнения^ 10у*10о)
1400
1500
4 5 6
Степень загрузки барабана дражиратора V, %
б)
всаНегрЫ (Время^а 10у*11с)
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
Время, затраченное на процесс дражирования, 1, мин.
в)
Рис. 3. Зависимость доли качественных семян в партии (Р, %) от: а) частоты вращения рабочего органа ш, мин-1; б) степени загрузки барабана дражиратора V, %; в) времени, затраченного на процесс дражирования, г, мин.)
8
8
Нива Поволжья № 1 (22) февраль 2012 75
н я м е с х ы н н а в
о р
и жи
а р
д
о р
п о
в -
л о К
260
250
240
230
220
210
200
1 р
1 1 <
< ■ * У 1,/ г"' 1.
\ \ N \ Л к
\ \ \
\ 1
2 3 4 5 6 7
Степень загрузки барабана V, %
ю
Рис. 4. Зависимость количества продражированных семян от степени загрузки барабана дражиратора при разных режимах работы: 1 режим, ш1 =1250 мин-1; ■ - 2 режим, ш1= 1200 мин-1; ▲ - 3 режим, ш1 =1150 мин-1
• —
барабана дражиратора (V, %) выражается уравнением параболической функции
Р= 62,95+15,1124^1,597^, (2)
при этом индекс корреляции Я = 0,98.
Корреляционная связь между величиной показателя количества качественных семян в партии (Р, %) и временем, затраченным на процесс дражирования мин), выражается уравнением параболической функции
Р= 81,2273+1,4692/-0,0345/2, (3)
при этом индекс корреляции Я = 0,97.
Анализ полученных зависимостей позволяет сделать вывод о том, что частота вращения рабочего органа и степень загрузки барабана дражиратора оказывают значительное влияние на качество процесса дражирования. Оптимальное значение частоты вращения рабочего органа можно принять из интервала 1150...1250 мин-1. Оптимальное значение степени загрузки барабана дражиратора находится в интервале 3,5...6 %. Время, затраченное на процесс дражирования, на качество процесса влияет в меньшей степени, его целесообразно выбирать в интервале 12.30 мин.
Исходя из вышесказанного для практических целей целесообразно принимать степень загрузки барабана дражиратора максимальной из оптимального интервала, а время, затраченное на процесс дражиро-вания, минимальным. При этом производительность экспериментального дражирато-ра будет максимальной. Однако выход за границы оптимальных значений приводит к
нарушению технологического процесса дражирования семян.
Были проведены исследования по определению производительности экспериментального дражиратора на различных режимах работы. Изменялась степень загрузки дражиратора от 1 до 10 %, при этом время, затраченное на процесс дражиро-вания, определялось исходя из условия, что будет продражировано 98 % семян, загруженных в дражиратор. По полученным данным строили график зависимости количества продражированных семян от степени загрузки барабана дражиратора для разных режимов работы (рис. 4).
Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что максимальной производительности (264 кг продражирован-ных семян в смену) возможно достичь при I режиме, когда частота вращения рабочего органа 1250 мин-1, степень загрузки дражи-ратора при этом будет составлять 5 %.
Согласно СТО АИСТ 10.4-2004 при эксплуатационно-технологической оценке необходимо определить всхожесть семян после процесса дражирования. Всхожесть определяли по ГОСТ 22617.2-94 «Семена сахарной свеклы. Методы определения всхожести, одноростковости и доброкачественности». Исследования проводились на трех сортах семян сахарной свеклы: РМС-99, ЛМС-94 и Рамсем-1. Анализируя полученные, данные можно сделать вывод, что после дражирования всхожесть семян сахарной свеклы повышается в среднем на 4 % и достигает максимально порядка
98 %. Все это свидетельствует о целесообразности проведения этой предпосевной операции [14, 15].
Экономические расчеты подтверждают, что применение экспериментального дражиратора для семян сахарной свеклы экономически целесообразно. Годовой прирост прибыли при нормативной годовой загрузке 400 ч составил 207077,1 рублей при сроке окупаемости 0,28 года.
Литература
1. Кухарев, О. Н. Технология предпосевной подготовки семян сахарной свеклы / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, Н. А Старостин // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов всерос. научно-практической конференции. Том 2 / Пензенская ГСХА. -Пенза: РИО ПГСХА, 2011. - С. 138-139.
2. Кухарев, О. Н. Дражирование семян / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник статей научно-практической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С. 53.
3. Каскулов, М. Х. Лабораторная установка для дражирования семян овощных культур / М. Х. Каскулов, М. Х. Жинов, А. М. Со-хроков // Материалы юбилейной конференции, посвящённой 20-летию КБГСХА. -Нальчик, 2001. - С. 25-26.
4. Сохроков, А. М. Совершенствование технологии предпосевной подготовки семян овощных культур и оптимизация параметров установки для их дражирования: дис. ... канд. техн. наук / А. М. Сохроков. -Нальчик, 2002. - 129 с.
5. Сторона, И. Г. Теория и практика предпосевной обработки семян /И. Г Сторона. -Киев, 1984. - 120 с.
6. Кубеев, Е. И. Новая технология дражирования семян / Е. И. Кубеев, В. М. Дрин-ча // Тракторы и сельхозмашины. - 2006. -№ 12. - С. 22-23.
7. Пат. 2142214 РФ, МКИ3 А 01 С 1/00. Механизированная технологическая линия для инкрустирования и дражирования семян /Р. А. Юнусов; Н. А. Ревенко. -№ 98113990/13; заявл. 22.07.1998; опубл. 10.12.1999. - 2 с.
8. Кухарев, О. Н. Анализ конструкций для дражирования семян сахарной свеклы / Н. П. Ларюшин, О. Н. Кухарев, И. Н. Се-мов, А. М. Чирков // Аграрная наука - сельскому хозяйству: сборник трудов, посвященный 90-летию Самарской ГСХА. - Самара: РИЦ СГСХА, 2010. - С. 144-149.
9. Пат. 97238 РФ, МКИ3 А 01 С 1/00. Аппарат для дражирования семян / О. Н. Кухарев, И. Н Сёмов, А. М. Чирков. -№ 2009119789/13(027306).
10. Кухарев, О. Н. Результаты исследований барабанного дражиратора / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Нива Поволжья. - 2010. - № 1 - С. 54-57.
11. СТО АИСТ 10.4-2004 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для подготовки семян. Методы оценки функциональных показателей».
12. Кухарев, О. Н. Барабанный дражи-ратор семян / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2011. - № 9. -С. 7-9.
13. Кухарев, О. Н. Физико-механические свойства семян сахарной свеклы / О. Н. Ку-харев, И. Н. Семов // Сахарная свекла. -2010. - № 10. - С. 16-18.
14. Кухарев, О. Н. Качество дражирования семян в барабанном дражираторе с вращающимся дном / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Тракторы и сельхозмашины. - 2011. - № 1. - С. 10-12.
15. Кухарев, О. Н. Эффективность применения барабанного дражиратора с вращающимся дном / О. Н. Кухарев, И. Н. Се-мов, А. М. Чирков // Тракторы и сельхозмашины. - 2011. - № 9. - С. 34-35.
Нива Поволжья № 1 (22) февраль 2012 77
