ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПРИМЕНЕНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО ВОЗДУХОВОДА КАРТОФЕЛЕХРАНИЛИЩА

Колошеин Дмитрии Владимирович; Борычев Сергей Николаевич; Васютин Игорь Сергеевич; Цыганов Николай Викторович

Вестник РГАТУ, № 3 (35), 2017

УДК 631.243.42

ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПРИМЕНЕНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО ВОЗДУХОВОДА КАРТОФЕЛЕХРАНИЛИЩА

КОЛОШЕИН Дмитрий Владимирович, аспирант, dkoloshein@mail.ru

БОРЫЧЕВ Сергей Николаевич, д-р техн. наук, профессор, university@rgatu.ru

ВАСЮТИН Игорь Сергеевич, аспирант, sisim62@mail.ru

ЦЫГАНОВ Николай Викторович, магистрант 2-го курса, omega.slider@mail.ru Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

На основании теоретических и лабораторных исследований по определению рациональных параметров усовершенствованного воздуховода (патент на полезную модель №158787) картофелехранилища нами были проведены хозяйственные испытания данного воздуховода. Испытания проводились в хозяйстве Рязанской области в 2015-2017 гг. Во время проведения хозяйственных испытаний использовался сорт картофеля «Удача». Хозяйственные испытания включали в себя закладку картофеля в секции картофелехранилища с применением усовершенствованных и серийных воздуховодов. В дальнейшем была произведена экономическая оценка применения усовершенствованного воздуховода при хранении картофеля насыпью. В результате чего было установлено, что применение усовершенствованного воздуховода в виде фронтальной трехгранной призмы в картофелехранилищах является экономически эффективным, что обусловлено повышением сохранности картофеля и снижением работы системы вентиляции в периоды хранения клубней.

Ключевые слова: картофелехранилище, сохранность картофеля, хозяйственные испытания, экономический эффект, система вентиляции картофелехранилища, рациональные параметры.

Введение

Картофель в Российской Федерации является одной из основных продовольственных культур, не уступающих по своей ценности зерну [1]. По данным Росстата [2] площадь посадки картофеля в 2016 г. составила 2065,1 тыс. га. В Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельхозпродукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг. РФ предусмотрено увеличение производства картофеля с 30 млн. т. до 34 млн. т [3]. В 2015 г. была получена рекордная урожайность, которая составила в сельскохозяйственных организациях 23,4 т/га, но, несмотря на такие высокие цифры, в РФ сохраняется дефицит картофелехранилищ, оцениваемый в 3 млн. т [4]. Прежде всего, в РФ не хватает современных хранилищ с эффективной вентиляцией.

Эффективность вентиляции картофелехранилищ зависит от результатов расчета и проектирования систем вентиляции и вентиляционного оборудования (форм воздуховода), обеспечивающих формирование влажностных и скоростных условий в объеме картофельной насыпи. Известно, что в режиме хранения на температуру и влажность влияет интенсивность вентиляции (скорость потока на выходе из воздуховода) в поровых каналах насыпи (скорость фильтрации). Для оценки расчетов режимов вентиляции необходимо знать характер формирования скоростных полей в картофельной насыпи с учетом формы и размеров вентиляционных каналов.

В период с 2014 по 2015 гг. нами были проведены теоретические и лабораторные исследования в области определения рациональных параметров воздуховода картофелехранилища. Была разработана конструкция воздуховода в виде фронтальной трехгранной призмы с сечением равностороннего треугольника, боковые поверхности которой изготовлены из расположенных с зазором

деревянных планок (патент на полезную модель №158787) [5]. Усовершенствованный воздуховод картофелехранилища сечением 0,4 м2(рис.2) состоит из деревянных планок (40x40 мм) (рис.1, позиция 18), зазоров (20 мм) между деревянными планками (рис.1, позиция 22).

Однако для дальнейшей проверки усовершенствованного воздуховода нами были проведены хозяйственные испытания и определен экономический эффект от применения воздуховода.

Хозяйственные испытания и технико

-экономическая оценка усовершенствованного воздуховода

Закладка на хранение картофеля в секции хранилища хозяйства ООО «Подсосенки» Рязанской области выполнялась по заданному алгоритму хранения и включала следующие разделы и режимы: просушивание в процессе загрузки картофеля в хранилище; лечебный период; период охлаждения; основной период. Хозяйственные испытания включали в себя два этапа.

Первый этап.

1. Хозяйственные испытания усовершенствованного воздуховода при хранении картофеля сорта «Удача» в организации ООО «Подсосенки» Рязанской области Шацкого района с 29.09.15г. по 26.02.16г. и с 30.09.16г. по 27.02.17г.

Второй этап.

2. Обработка результатов испытаний.

При проведении испытаний определялись потери сорта картофеля «Удача» в период хранения и потребление электроэнергии системы вентиляции картофелехранилища в период хранения за два указанных временных промежутка.

Требуемые температурно-влажностные режимы хранения картофеля по периодам обеспечивались автоматически, но с разной конструкцией воздуховода в секциях хранилища. Соответственно, отличался микроклимат картофельной насыпи

Технические науки

и время работы системы вентиляции.

Микроклимат картофельной насыпи в секциях фиксировался специализированными датчиками (рис.1, позиция 23). В каждой секции было установлено по 12 датчиков, определяющих темпера-

туру и влажность картофельной насыпи. Хранение картофеля осуществлялось в соответствии с ГОСТ 28372-93 «Картофель свежий продовольственный. Руководство по хранению», приборы и установки» [6].

1 - фундамент, 2 - ограждение в виде арочного бескаркасного утепленного свода, 3 - бетонный пол, 4,5 - наружные и внутренние листы гнутого металлического гофрированного П - образного профиля, 6 - теплоизоляционные вкладыши, 7 - изолирующий слой, 8 - зазор, 9 - опорная стенка, 10 - магистральный канал, 11 - вертикальные стойки, 12 - металлические листы, 13 - прямоугольные трубы, 14 - контрфорсы, 15 - воздуховоды, 16 - окна, 17 - регулирующие заслонки, 18 - деревянные планки, 22 - зазор между планками, 23 - датчики температуры и влажности Рис. 1 - Фрагмент поперечного разреза арочного свода и опорной стенки картофелехранилища с воздуховодом в виде фронтальной трехгранной призмы (патент на полезную модель №158787) [5]

В ходе проведения хозяйственных испытаний в секциях с усовершенствованными (рис.2) и серийными воздуховодами (рис.3) картофелехранилища были заложены контрольные сетки.

1 - зазор между планками воздуховода, 2 - деревянная планка Рис. 2 - Усовершенствованный воздуховод в виде фронтальной трехгранной призмы

Рис. 3 - Серийный воздуховод в виде полукруга

ф

Вестник РГАТУ, № 3 (35), 2017

В трех зонах в центре и на расстоянии 2,5 м от тыльной стены и от ворот в насыпи картофеля на глубину 0,6 м от верха закладывали контрольные сетки в пятикратной повторности в каждой зоне, отступив от боковых стен на 1 м. Всего на одну секцию было заложено 7 сеток. Убыль массы (потери на дыхание) определяли в процентах

Таблица 1 - Результаты хозяйственных испытаний двух воздуховодов картофелехранилища в _период 2015-2016 гг., 2016-2017 гг._

по отношению к массе заложенного на хранение картофеля, т.е. из исходной массы пробы (5 кг) вычитали массу сохранившегося здорового картофеля плюс масса отходов. На основании полученных данных определялись потери картофеля за 20152017 гг. по секциям (табл. 1).

Наименование показателей Хозяйственные испытания с 29.09.15г. по 26.02.16г. Хозяйственные испытания с 30.09.16г. по 27.02.17г.

Серийный воздуховод Усовершенств. воздуховод Серийный воздуховод Усовершенств. воздуховод

Годовой объем продукции, тонн 424 424 439 439

Потери картофеля сорта «Удача» по секциям за 5 месяцев хранения, % 8,2 6,7 8,05 6,5

Потребление электроэнергии по секциям за 5 месяцев хранения,кВт^ч 30453 28347 30365 28251

Определено, что в период хранения картофеля с 2015 по 2016 гг. потери картофеля сорта «Удача» с применением усовершенствованных воздуховодов составили 6,7%. Потери картофеля аналогичного сорта с применением серийных воздуховодов составили 8,2 %. Энергопотребление системы вентиляции картофелехранилища в указанный период по двум секциям составили:

- по секции с воздуховодом в виде фронтальной трехгранной призмы 28347 кВт^ч;

- по секции с воздуховодом в виде полукруга 30453 кВт^ч.

В период хранения картофеля с 2016 по 2017 гг. потери картофеля сорта «Удача» с применением усовершенствованных воздуховодов составили 6,5%. Потери картофеля, точно такого же сорта с применением серийных воздуховодов составили 8,05%. Энергопотребление системы вентиляции картофелехранилища в указанный период по двум секциям составили:

- по секции с воздуховодом в виде фронтальной трехгранной призмы 28251 кВт^ч;

- по секции с воздуховодом в виде полукруга 30365 кВт^ч.

Определение технико-экономического эффекта применения усовершенствованного воздуховода производилось по стандартной методике [7,8].

Оценка экономического эффекта Эум от уменьшения потерь картофеля и расходов на электроэнергии при длительном хранении выполнена с учетом социально-экономических условий Рязанской области (1).

В качестве серийных воздуховодов были выбраны воздуховоды в виде полукруга. В первый год проведения хозяйственных испытаний цена на электроэнергию за 1 кВтч составляла 4,15 руб./кВт^ч [2], за второй год цифра возросла до

4,85 руб./кВт.ч [2]. Розничная цена на картофель во второй год исследований увеличилась до 8 руб. за кг [2], в первый год она составляла 7 руб. за кг [21

ц — а

.п "I" Ээй

(1)

где Ээфп - экономический эффект от сокращения потерь картофеля в период длительного хранения, руб./год;

Ээфэ - экономический эффект от снижения затрат расхода электроэнергии в период длительного хранения, руб/год.

Экономический эффект от внедрения усовершенствованного воздуховода картофелехранилища (патент на полезную модель №158787) [5] по секциям составил 147,7 руб./т. год за 5 месяцев в 2016-2017 гг., в 2015-2016 гг. за 5 месяцев - 123,2 руб./т. год.

Заключение

Определено, что в период хранения с 30.09.16г. по 27.02.17г. потери картофеля сорта «Удача» с применением усовершенствованного воздуховода в сравнении по секциям за 5 месяцев хранения сельскохозяйственной продукции были ниже в 1,23 раза, чем потери при использовании серийного воздуховода. Энергопотребление системы вентиляции в период хранения с 30.09.16г. по 27.02.17г. в сравнении по секциям снизилось на 10,39 %.

В период хранения с 29.09.15г. по 26.02.16г. потери картофеля сорта «Удача» с применением усовершенствованного и серийного воздуховодов в сравнении по секциям за 5 месяцев хранения сельскохозяйственной продукции были ниже в 1,22 раза. Энергопотребление системы вентиляции в период хранения с 29.09.15г. по 26.02.16г. в сравнении по секциям снизилось на 10,3 %.

Технические науки

■з

Экономический эффект от внедрения усовер- 4. Аграриям негде хранить до трети произве-

шенствованного воздуховода в ценах 2017 г. в хра- денных овощей. [Электронный ресурс]. URL: http://

нилище объемом на 2тыс. тонн составит 185 руб./ iplast.com/about/sector-news/1224/ (дата обраще-

(т. • год) ния 12.08.2017).

Список литературы 5. Хранилище сельскохозяйственной продук-

1. Борычев, С.Н. Обоснование параметров и ции. РФ/ Бышов Н.В., Борычев С.Н., Липин В.Д., разработка ботвоудаляющего рабочего органа Колошеин Д.В., Савина О.А. Патент №158787, картофелеуборочных машин: дисс. канд. техн. 2015.

наук. [Текст] / С.Н. Борычев - Рязань: РГСХА, 6.ГОСТ 28372-93 «Картофель свежий продо-

2000. - 5 с. вольственный. Руководство по хранению», прибо-

2. Федеральная служба государственной стати- ры и установки».

стики [Электронный ресурс]. URL: http://www.gks. 7. Богуславский Л.Д. Повышение экономичного (дата обращения 30.08.2017). сти систем теплоснабжения и вентиляции. - М.:

3. Мониторинг современного состояния про- Стройиздат, 1984. - 116 с.

изводства картофеля в России (справочник) / 8. Методические рекомендации по комплекс-

В.С.Чугунов С.В. Жевора, Б.В. Анисимов, О.Н. ной оценке эффективности мероприятий, направ-

Шатилова, Л.Б. Ускова, С.И. Логинов. - М.: ФГБНУ ленных на ускорение НТП. Гос. ком. СССР по на-

ВНИИКХ, 2016. - 32 с. уке и технике. АНСССР. - М.: 1988 - 19 С.

ECONOMIC TESTS AND ECONOMIC EFFECTS OF APPLICATION OF THE ADVANCED POTATO

DUCT INSPECTION

Koloshein Dmitry V., Aspirant, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, dkoloshein@mail.ru

Borychev Sergey N., Doctor of Technical Sciences, Professor, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, university@rgatu.ru

Vasyutin Igor S., Aspirant, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, sisim62@mail.ru

Tsyganov Nikolay V., Master of 2-nd year, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, omega.slider@mail.ru.

Based on theoretical and laboratory studies to determine the rational parameters of the improved air duct (patent for utility model No. 1578787) of potato storage, we conducted economic tests of this air duct. Tests were carried out in the Ryazan region in 2015-2017. During the economic tests, potato varieties "Udacha" were used. The economic tests included the laying of potatoes in the potato storage section, using advanced and serial air ducts. In the future, an economic evaluation was made of the use of an improved duct during the storage of potatoes in bulk. As a result, it was found that the use of an improved duct in the form of a frontal trihedral prism in potato storage is economically effective, which is due to increased potato conservation and a decrease in the ventilation system during the storage of tubers.

Key words: potato, potato storage, potato safety, economic tests, economic effect, potato storage ventilation system, air duct, cross section, rational parameters.

Literatura

1. Borychev, S.N. Obosnovanie parametrov i razrabotka botvoudaljajushhego rabochego organa kartofeleuborochnyh mashin: diss. kand. tehn. nauk. [Tekst]/S.N. Borychev - Rjazan': RGSHA, 2000. - 5 s.

2. Federal'naja sluzhba gosudarstvennoj statistiki [JElektronnyj resurs]. URL: http://www.gks.ru/ (data obrashhenija 30.08.2017).

3. Monitoring sovremennogo sostojanija proizvodstva kartofelja v Rossii (spravochnik) / V.S.CHugunov S.V ZHevora, B.V. Anisimov, O.N. SHatilova, L.B. Uskova, S.I. Loginov. - M.: FGBNU VNIIKH, 2016. - 32 s.

4. Agrarijam negde hranit' do treti proizvedennyh ovoshhej. [JElektronnyj resurs]. URL: http://iplast.com/ about/sector-news/1224/(data obrashhenija 12.08.2017).

5. Hranilishhe sel'skohozjajstvennoj produkcii. RF/Byshov N.V., Borychev S.N., Lipin V.D., Koloshein D.V., Savina O.A. Patent №158787, 2015.

6.GOST28372-93 «Kartofel'svezhijprodovol'stvennyj. Rukovodstvo po hraneniju», pribory i ustanovki».

7. Boguslavskij L.D. Povyshenie jekonomichnosti sistem teplosnabzhenija i ventiljacii. - M.: Strojizdat, 1984. - 116 s.

8. Metodicheskie rekomendacii po kompleksnoj ocenke jeffektivnosti meroprijatij, napravlennyh na uskorenie NTP. Gos. kom. SSSR po nauke i tehnike. ANSSSR. - M.: 1988 - 19 S.

ECONOMIC TESTS AND ECONOMIC EFFECTS OF APPLICATION OF THE ADVANCED POTATO DUCT INSPECTION

Текст научной работы на тему «ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПРИМЕНЕНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО ВОЗДУХОВОДА КАРТОФЕЛЕХРАНИЛИЩА»