CC BY
32
Обоснование различных схем очистки зерноочистительного агрегата, при получении семенного материала в многоотраслевом сельхозпроизводстве.
М.Н. Московский, А.А. Бойко
Одним из основных и наиболее актуальных и рентабельных направлений сельхозпроизводства - получения качественного семенного материала в хозяйствах, в процессе послеуборочной переработки зерна[1,2,3,4].
Целью данной работы является совершенствование технологических схем очистки зерновых культур на семена, в процессе послеуборочной обработки зерна, с учетом оптимизации производственных процессов очистки[5,6].
Одной из задач для решения поставленной цели - увеличение доли выхода качественного семенного материала, за один цикл очистки зерновых.
При выборе схем и режимов функционирования зерноочистительного агрегата учитывалось нынешнее состояние зерноочистительных комплексов различных структур и объемов с/х производства[7,8]. Выбор малых подач (до 5-6 т/час) при семенной очистке был обусловлен наличием зерноочистительных машин работающих по классической схеме с использованием 2-х решетных ярусов. Применение данных машин в хозяйствах применимо как отдельной линией для получения семенного материала, так и в общей схеме очистки продовольственного зерна [9,10,11]. На базе зерноочистительного агрегата на полигоне Донского государственного технического университета (ДГТУ, пос. Рассвет, Аксайский район, Ростовской области) были реализованы структурные схемы комплексов для очистки семенного зерна (схема №1 - 12).
В данной схеме представлена инвариантность по:
- типу предлагаемой очистки параллельная, последовательная, фракционная;
- размеру отверстий рабочих решет.
Агрегат включает в себя две воздушно-решетные машины: 1 - машина К-531, 2 - машина СМ-4, триерный блок, пневмостол, набор бункеров (бункер отходов, фуража, очищенного зерна, семян, бункер-накопитель). На базе данного оборудования реализована параллельная схема очистки пшеницы (включает четыре разновидности данной схемы №1-4) (Рис. 1,3), последовательная схема очистки пшеницы (включает четыре разновидности данной схемы №5-8) (Рис. 1,4), фракционная схема очистки пшеницы (включает четыре разновидности схемы №9-12) (Рис. 1,5).
Рис. 1. Технологические схемы семенной очистки зерновых реализованные на базе экспериментального зерноочистительного агрегата, где первичная-зерновой материал после бункера комбайна; вторичная - зерновой материал,
прошедший предпосевную очистку.
Исходный зерновой материал: пшеница урожая 2012 года,
характеристики зерна: толщина Ь=2.45мм; оь=0.85мм; ширина И=2.8мм; Оь=0.38мм; длина 1=5.8мм; О1=0.74мм; W=14% - влажность материала; Р=0.685 г/см - плотность исходного зернового материала; а1=92.5 % - содержание в исходном материале зерна пшеницы, а2=2.6% - содержание крупных примесей, а3=5.4 % - содержание мелких сорных примесей, а4=2.5 % -
содержание дробленого зерна, а5=6.0 % - содержание щуплого зерна, а3= 0.28 % - содержание дробленой соломы.
8
1” и МО
!■■■ и «а а а • ■ • а
• ■ММ ....
14 ь *и
і : ГЭ Л N 1 а ни
(алв *7 СятН
СіжІІЇ
10 11 12
ІП10 к г V
а ~ і < • а _ а *>■ ■ ##£
а а і а а і а а і а а •
Ьт П
*□* і *45
по ты ##¿5
і ріі
Г*Ы
(як ГР
Рис.2. Рабочие размеры и формы отверстий решет экспериментальных
схем
Рис. 3. Параллельная схема семенной очистки пшеницы (Реализация схем №1-4)
Рис. 4. Последовательная схема семенной очистки пшеницы
(Реализация схем №5-8)
Рис.5. Фракционная схема семенной очистки пшеницы (Реализация схем №9-12)
Ограничением производительности отделения очистки зерноочистительного агрегата, работающего по всем функциональным схемам, являлась чистота семенного материала (Апо>99,5%).
Производительностью агрегата работающего по фракционной схеме (схемы № 9 - 12) - 4,2т/час, по последовательной схеме (схема №1- 8) - 4,85 т/час.
По итогам проведенных исследований были получены следующие результаты (Рис.6-11).
Рис. 6. Чистота Апо полученного семенного материала пшеницы в зерноочистительном агрегате по параллельной схеме (схема №1-4) очистки, содержания сорных вс и зерновых впз примесей от подачи Q зернового материала в агрегат: Апо1; Апо2, Апо3, Апо4 - чистота зерна; вс1; вс2; вс3; вс4 -содержание сорных; впз1; впз2; впз3; впз4 - содержание зерновых примесей в конечном очищенном материале по технологическим схемам №1; №2; №3;
№4.
Рис. 7. Полнота выделения, семенного материала очищенного в агрегате при параллельной схеме очистки (схема №1-4), от подачи Q зерна:
у 1 у 2 у 3 у 4 ^ у 1 у 2 у 3 у 4
Ес ; Ес ; Ес ; Ес - полнота выделения сорных примесей; Епз ; Епз ; Епз ; Епз -полнота выделения зерновых примесей.
Рис. 8. Чистота Апо полученного семенного материала пшеницы в зерноочистительном агрегате по параллельной схеме (схема №5-8) очистки, содержания сорных вс и зерновых впз примесей от подачи Q зернового
л 5 л 6; л 7; л 8 5 6 7 8
материала в агрегат: Апо ; Апо Апо Апо - чистота зерна; вс; вс; вс; вс -
5 6 7 8
содержание сорных; впз ; впз ; впз ; впз - содержание зерновых примесей в конечном очищенном материале по технологическим схемам №5; №6; №7;
№8.
Рис. 9. Полнота выделения, семенного материала очищенного в агрегате при параллельной схеме очистки (схема №5-8), от подачи Q зерна:
у 5 у 6 у 7 у 8 у 5 у 6 у 7 у 8
Ес ; Ес ; Ес ; Ес - полнота выделения сорных примесей; Епз ; Епз ; Епз ; Епз -полнота выделения зерновых примесей.
Рис. 10. Чистота Апо полученного семенного материала пшеницы в зерноочистительном агрегате по параллельной схеме (схема №9-12) очистки, содержания сорных вс и зерновых впз примесей от подачи Q зернового материала в агрегат: Апо9; Апо10, Апо11, Апо12 - чистота зерна; вс9; вс10; вс11; вс12 -
9 10 11 12
содержание сорных; впз ; впз ; впз ; впз - содержание зерновых примесей в конечном очищенном материале по технологическим схемам №9; №10; №11; №12.
Рис. 1 1. Полнота выделения, семенного материала очищенного в агрегате при параллельной схеме очистки (схема №9-10), от подачи Q зерна:
9 у 10 у 11 у 12 - у 9 у 10 у 11
Ес ; Ес ; Ес ; Ес - полнота выделения сорных примесей; Епз ; Епз ; Епз ;
Епз12 - полнота выделения зерновых примесей.
Предварительный обобщенный анализ показывает возможность получения, за один цикл семенной очистки, семян зерна пшеницы, при заданной чистоте зерна Апо>99,5%.
Фракционные схемы очистки, показали максимально возможную производительность получения семян за один цикл очистки. Максимальная полнота выделения сорных примесей достигается по фракционной схеме № 12 - 87,4%, минимальная полнота выделения по фракционной схеме № 9 -86%. Максимальная полнота выделения зерновых примесей достигается по фракционной схеме № 10 - 84,7%, минимальная полнота выделения по фракционной схеме №12 - 82,6%.
Схемы № 1-4, работающие по параллельной схеме очистки семенного материала пшеницы показали следующие показатели функционирования. Максимальная чистота зерна достигается по схеме №4 - 98,5% при подаче 2,3 т/час, полнота выделения сорных примесей - 77,8%, полнота выделения зерновых примесей - 71%.
Анализ последовательных схем очистки (схемы №5 - 8) выявил следующие показатели функционирования. Максимальная
производительность, при заданных показателях качества, за один цикл очистки материала достигается по схеме №8, при полноте выделения сорных примесей - 84%, полноте выделения зерновых примесей - 80,6%. Проводя сравнительный анализ по полученным показателям максимальная чистота зерна по схеме №5 - 99,38% при подаче 1,2 т/час, по схеме №6 - 99,37% при подаче 1,2 т/час. Данные схемы производят обработку первичного материала (бункера комбайна), и не соответствует показателям качества по чистоте (Апо>99,5%).
Производительность по последовательной схеме №7, при заданной чистоте зерна, достигается 2,1 т/час. Полнота выделения зерновых примесей 81%, полнота выделения сорных примесей 86,4%. Схема №7 и №8 производят очистку исходного вторичного материала.
Обобщенный анализ позволяет сделать вывод о эффективности работы фракционных схем № 9 - 12,последовательных схем № 7,8 , возможность получения качественного семенного материала за один цикл прохода.
Литература:
1. Ашхотов Э. Ю. , Р.К. Бевов, Ашхотов В. Ю. Производственно-
экономические и организационные проблемы инвестирования в региональные АПК [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №1. - Режим доступа:
http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n1y2012/669- Загл. с экрана. - Яз. рус.
2. Скурятин Н.Ф., Мерецкий С.В. Совершенствование процесса
посева зерновых на склоновых почвах [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №1. - Режим доступа:
http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n1y2012/662- Загл. с экрана. - Яз. рус.
3. Paulsen M. R., Nave W. R. Corn damage from conventional and rotary combines [Электронный ресурс] // Transactions of the ASABE.23 (5): 1100-1116. @1980:
http://elibrary.asabe.org/abstract.asp?search=1&JID=3&AID=34729&CID=t1980 &v=23&i=5&T=1&urlRedirect=[anywhere=on&keyword=&abstract=&title=&aut hor=&references=&docnumber=&journals=All&searchstring=&pg=&allwords=gr ain%20near%20clean&exactphrase=&0neWord=&Action=Go&Post=Y&qu=]&re dirType=newresults. asp
4. Wang Y. J., Chung D. S., Spillman C. K., Eckhoff S. R., Rhee C., Converse H. H. Evaluation of laboratory grain cleaning and separating equipment [Электронный ресурс] // Transactions of the ASABE. 37(2) 507-513. 1994: http://elibrary.asabe.org/abstract.asp?search=1&JID=3&AID=28105&CID=t1994 &v=37&i=2&T=1&urlRedirect=[anywhere=on&keyword=&abstract=&title=&aut hor=&references=&docnumber=&journals=All&searchstring=&pg=&allwords=gr ain%20near%20cleaning&exactphrase=&0neWord=&Action=Go&Post=Y&qu=]
&redirType=newresults.asp
5. Тарасенок Р.А. Снижение травмирования семян путем совершенствования процесса их послеуборочной обработки : дис канд. техн. наук: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства / Р. А. Тарасенок ; ФГОУ ВПО ВГАУ им. К.Д. Глинки .- Воронеж, 2006. -с 143.
6. Строна И.Г., Убоженко В.И. Значение крупности семян в семеноводстве. Ж. Селекция и семеневодство, 1971, с.48-51.
7. Лурье А.Б., Яновский С.А. О модели процесса сепарации зерновых смесей и других сыпучих материалов на плоских решетах. В кН.: Автоматизация управления технологическими процессами стационарных сельскохозяйственных машин и агрегатов. Л., 1974, Т.231.-С.5-14.
8. Проектирование технологических процессов и воздушно -решетных и решетных зерноочистительных машин: монография / Ю.И. Ермольев, А.В. Бутовченко, М.Н. Московский, М.В. Шелков.- Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2010. -с. 285-319
9. Ермольев Ю.И., Василенко С.И., Шелякин Э.Г. идр. Выбор критерия оптимизации для изучения процесса сепарации зерновых материалов на решетных поверхностях// сборник статетй РИСХМ «Комплексная механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства» Ростов-на-Дону, 1978. - с. 145-153.
10. Ермольев Ю.И. Основы научных исследований в сельскохозяйственном машиностроении: Учеб. пособие . - Ростов н/Д: издательский центр ДГТУ, 2003.- с. 47-86
11. Московский М. Н. Интенсификация процесса сепарации семян зерновых в зерноочистительных агрегатах : дис канд. техн. наук: 05.20.01 -Технологии и средства механизации сельского хозяйства / М. Н. Московский ; ДГТУ.- Ростов н/Д, 2005. -с 218.
