Научная статья на тему 'Особенности применения инфракрасных термогравиметрических установок для определения влажности кормов'

Особенности применения инфракрасных термогравиметрических установок для определения влажности кормов Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
144
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТРАВА / GRASS / ТОЛЩИНА СЛОЯ / THICKNESS / ВЛАГОМЕР / РЕЖИМ СУШКИ / DRYING MODE / ПОГРЕШНОСТЬ / ERROR / MOISTURE

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Секанов Ю.П., Андреева Н.В., Колесников Д.С.

В статье приведены результаты исследований сушки травяных кормов в инфракрасных термогравиметрических установках. Установлены основные факторы, влияющие на точность измерения их влажности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Features of the application Infrared-termogravi metric units for determination of moisture feed

In this paper (paper) shows the results of studies of drying grass forages in thermogravimetric infrared devices. The basic factors affecting the accuracy of their moisture.

Текст научной работы на тему «Особенности применения инфракрасных термогравиметрических установок для определения влажности кормов»

УДК 633.1: 543.812.08

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФРАКРАСНЫХ ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ КОРМОВ

Ю.П.Секанов Н.В.Андреева Д.С.Колесников

В статье приведены результаты исследований сушки травяных кормов в инфракрасных термогравиметрических установках. Установлены основные факторы, влияющие на точность измерения их влажности. Ключевые слова: трава, толщина слоя, влагомер, режим сушки, погрешность.

Важнейшими задачами, стоящими перед отечественным кормопроизводством, являются сокращение потерь и повышение качества корма. Их решение лежит в соблюдении научно обоснованных технологий заготовки и хранения кормов, что возможно только при систематическом оперативном контроле процессов на всех этапах производства.

При заготовке травяных кормов необходимо контролировать ряд параметров, среди которых главная роль принадлежит влажности. Информация о влажности позволяет через управление технологическими операциями влиять на качество конечной продукции. Несоблюдение технологических требований к влажности приводит к росту потерь и снижению качества кормов, создает опасность для здоровья человека при превышении оптимальных доз внесения консервантов при химическом консервировании, что оказывает большое влияние на экономику предприятия.

Известно большое количество работ с оценками количественных и качественных потерь кормов при заготовке и хранении. Приведем лишь несколько примеров. Сено относят к важнейшим видам корма. Заготавливают его практически во всех хозяйствах из многолетних и однолетних бобовых и злаковых трав в чистом виде, их смесей, а также травостоев природных кормовых угодий. При заготовке сена полевой сушки теряется от 30 до 50 % питательных веществ [1]. Главная причина - потеря соцветий и листьев, поскольку траву в целях ускорения обезвоживания ворошат, переворачивают, вспушивают и т.п.

Отклонение в любую сторону от оптимальной влажности (65 %) при силосовании кукурузной массы приводит к росту потерь усвояемых веществ (рис. 1). Влажность трав определяет режимы и экономику досушки сена активным вентилированием, длину резки и плотность прессования силосной массы. Таким образом, информация о влажности является определяющим

параметром в оптимизации технологических операций при заготовке и хранении кормов. Средства измерений влажности должны охватывать не только весь диапазон изменений данного параметра от 6..8 до 75..85%, но разнообразные по своим физико-химическим свойствам и условиям производства материалы: зеленый корм, сено, силос, сенаж, травяная мука и т.д.

Анализ рынка приборов сельскохозяйственного назначения показал, что имеет место дефицит универсальных полевых влагомеров для кормов (табл. 1).

Среди них преобладают приборы зарубежных производителей с датчиками в виде зондов, что ограничивает область их применения, например, в прокосах и валках, где необходимы компланарные датчики, позволяющие вести контроль влажности без специальной подготовки материала к измерениям. Конструкция прибора с набором датчиков для определения влажности травяных кормов в условиях многообразия технологий, связанных с их заготовкой и хранением предложена в работе [2].

С практической точки зрения для приобретателя прибора основной интерес представляют следующие метрологические характеристики: погрешность, диапазон, сходимость, быстродействие измерений. Поскольку технические характеристики формируют компании, которые продают продукцию, то нередко под влиянием рекламы у пользователя создается искаженное представление о достоинствах прибора.

Исследования нескольких импортных влагомеров, внесенных в реестр средств измерений, показали, что их метрологические и эксплуатационные характеристики не соответствуют заявленным производителем характеристикам [3, 4].

Отсюда следует, что приборы нуждаются в оценке их адаптированности к российским материалам и условиям применения, а сложившаяся практика выдачи свидетельств о допуске в эксплуатацию средств измерений не оправдывает себя. Внесению средств измерений в реестр должны предшествовать исследования показателей: точности, диапазонов измерений, чувствительности к внешним влияющим факторам.

Применительно к экспресс влагомерам трав провести такие исследования весьма сложно и трудоемко по следующим причинам: короткого периода фаз вегетации с максимальным содержанием питательных веществ в растениях,

КуЕ<

600 .

о .

Si

60

72

W, %

Рис.1. Потери усвояемых веществ с акра (Кув) при закладке и хранении кукурузного силоса разной влажности (Dickey-John Сorporation, 1977 г.)

когда следует проводить эти работы; широкого диапазона измерений влажности трав и низкой производительности образцовых средств, основанных на использовании воздушно-тепловых установок.

Основные технические характеристики электрических влагомеров обьемистых кормов (по данным производителей) _____Таблица 1

Марка прибора, фирма-изготовитель Тип датчика Диапазон измерений, % Погрешность измерений, % Масса прибор а, кг Другие особенности прибора

1 2 3 4 5 S

Wile-252 Tarmcomp" (Финляндия) Зонды 45 и 90 с« 13...73 (45 см) 13... В5 (90 сн) ±2Д (W <26 %) ± 4.0 (W > 25 %) 12 Цифровая индикация с переменными установками плотности.

Wile-353 Tarmcomp" (Финляндия) Зонд с параболическим электродом 13...73 ±1Д..2Ц 12 Стрелочная индикация, компенсация плотности с кспользование м та блицы.

Тестер влажности Драминьского (Польша) Закрепленный зонд; выносной зонд 10...80 ■ 037 Измеряет температуру в диапазоне ilioo°c

Digital Hay Tesler, "Agrofarm" (Польша) Зонд 50 см 11.„40 ■ ■ Цифровая индикация.

Forlester 300 Isoelectric" (Италия) Быноснойзонд85см 10...75 - 3,0 Измеряет температуру(10... 110 "С). Цифровая индикация.

GMK-3308 "G-won hilech Co, Ltd." (Корея) Зонд 47 см 12...415 ±05 1,0 Цифровая индикация.

Olli contra! Tarmcomp" (Финляндия) Зонд 50 см 10...70 ±110 0,5 Циф ровзя индикация. 1 ри шкалы для паково к разной пл отпои и от 80 до 300 кг/м3

ИВДМ-2-К "Эксис" (Россия) Зонды 45 и 30 см Сено- и 10 до 40; сенаж, зеленая масса -от 40 до 60 ±25 сено; ±50 сенаж, зеленая масса 02 Цифровая индикация, диапазон плотности паковокот 80 до 250 кг/и5

"Электрон ика-ВПК- ОГ (Россия ■ Украина) Коаксиальный датчик с внутренним электродом в виде конуса 14... 70 сено-±15-2 Д зеленая масса-±4 Р 2.5 Материал подвергается измельчению и уплотнению. Масса материала в датчике около 700 г.

НМТ-2 "Pfeuffer" (Германия) Зонды: 50 см для сухого сена; 45 см для силоса В... 44 35,..75 ■ 085 Цифровая индикация с подсветкой, осреднение результатов.

"Звлас-8" "Сибагроприбор" (Россия) Зонд с габаритами, им 1224x240 x75 10... 70 ±1,0 1.0 Цифровой с автоматической компенсацией температуры и плотности материала

В отсутствие в отрасли метрологической службы, призванной периодически проводить подтверждение метрологических характеристик проборов, пользователь может быть введен в заблуждение при принятии управленческих решений на основе недостоверной информации о влажности с негативными последствиями для предприятия. Снять остроту задачи измерения влажности кормов в значительной степени может применение инфракрасных термогравиметрических (ИК ТГ) установок-влагомеров.

На отечественном рынке этого типа приборов насчитывается около 2-х десятков. Их отличает универсальность, приемлемое для многих практических применений быстродействие, достаточно высокая точность.

В таблице 2 приведены основные технические характеристики нескольких ИК ТГ влагомеров.

Основные технические характеристики некоторых инф ракраснык (ИК) термогравиметрических влагомеров (данные производителей)

Таблица 2

№ п/п Марка прибора, производитель Нагревательн ый элемент Максималь ная навеска,г Диапазон температуры сушки, °С Размер (диаметр) кюветы, мм Масса прибора, кг Предел абсолютной инструментальной погрешности, % Другие особенности прибора

1 МА-30 "Sartonus" (Германия) ТЭН 2x180 Вт зор 40-160 90 Р 5,5 при гп >5г- ±0,05 т <5г- ±0,2 Прибор положительно оценен немецким сельскохозяйственным обществом (DGL) при определении влажности зерновых культур. Внесен в Госреестр СИ РФ. Интерфейс RS-232C. Режимы: автоматический и по заданному времени.

2 МА-150 "Sartorius" (Германия) Керамический (кварцевый) 150,0 40 - 220 90 Р 5,5 при т>1г-±02 т >5г-±0,05 Режимы измерений: автоматический, полуавтоматический. Интерфейс RS-232C. Внесен в Госреестр СИ РФ.

3 ADS-50, "AXIS" Польша Галогенный 50 Р 50-160 75 Р -8,0 Интерфейс RS-232.

4 MS-70 "Эй энд Ди" (Япония) Галогенный 400 Вг 71 Р 50 - 200 85 Р 6,0 прит>1г-±0,05 гп > 5г-±0,01 Интерфейс RS-232C. Программное обеспечение WinCT-Moisture обеспечивает поиск оптимальной температуры измерения и графические отображение информации в режиме реального времени. 5 режимов сушки.

5 FD-720 "Kett Electric Laboratory" (Япония) Кварцевый (220ж х2) 120,0 30-180 130,0 4,5 при т>5г-±0,05 т> Юг-±0,02 В приборе предусмотрено 6 режимов измерений. Интерфейс RS-232C. Пороговый уровень автоматический остановки процесса измерений 0р1...0,1 %. Внесен в Госреестр СИ РФ.

6 АВ-50 "Аквилон", Россия Галогенный 50 Р 50-160 100,0 5,0 прит<5г-±0,05 т < 15г- ±0,02 т > 15г- £1р1 Внесен в Госреестр СИ РФ. Итерфейс RS-232. 7 режимов измерений

7 Элвиз-2 НПП "ЭЛИЗА", Россия Кварцевый 40 50-150 90 -8,0 Погрешность в зависимости от вида материала: от ±0,2 до 1 £ % Внесен в Госреестр СИ РФ Режимы измерений: автоматический, по заданному времени

8 HG-53 "Metteг Toledo" Швейцария Галогенный 51 50 - 200 90 5,0 при гп>2г-±0,1 т> Юг-±0,02 Внесен в Госреестр СИ РФ. Итерфейс RS-232C. Встроенный принтер. Режимы измерений: автоматический, по заданному времени.

Приборы различаются конструкцией, источниками излучения и их мощностью, функциональными возможностями, сервисным обслуживанием, точностью и стоимостью. Они получают достаточно широкое применение в промышленных отраслях АПК: пищевая, комбикормовая. Определяющей причиной, сдерживающей применение ИК ТГ влагомеров в сельскохозяйственном производстве, является отсутствие для многих материалов методик выполнения измерений (МВИ).

Теоретическим основам и практическому применению инфракрасного излучения для сушки и термообработки различных материалов посвящено значительное количество работ отечественных и зарубежных исследователей. Однако, для таких сложных гетерогенных и анизотропных материалов, какими являются травяные корма, применение инфракрасного излучения в целях

влагометрии не получило достаточного освещения. Этим можно объяснить отсутствие стандартизованного метода определения влажности растительных кормов на базе ИК ТГ установок, несмотря на их существенные преимущества по сравнению с разного рода воздушно-тепловыми шкафами, применяемыми в действующих стандартах.

Для травяных кормов характерна неоднородность структуры. В период уборки растения имеют развитую систему листьев и стеблей, а также соцветия и цветы. Стебли кормовых трав имеют форму трубок диаметром до 7..8 мм. Их удельная поверхность в 10 раз меньше, чем листьев. Листья представляют собой пластины толщиной 0,1..0,2 мм. Соотношение массы листьев к общей массе травы у разных трав отличается и изменяется с возрастом растений. Нами дана оценка размерным и весовым параметрам компонентов клевера красного влажностью 80,3 % в стадии начала цветения. Из исходного образца свежесрезанного клевера массой 1 кг отобрали 32 растения. Затем отделили стебли от листьев, черешков и соцветий, измерили длину и массу каждого стебля, а также массу каждого из компонент растений. При средней длине стеблей 44,2 см среднее квадратическое отклонение составит 6,5 см, масса стеблей была в пределах от 1,59 до 5,70 г при среднем значении 3,68 г диаметр стеблей у комля растений находился в пределах 3,2..4,6 мм.

С позиции применения ИК ТГ влагомеров для определения влажности травяных кормов, как основного критерия их состояния, необходимо получить оценки особенностей удаления влаги из разных компонент растений. Это позволит оптимизировать режимы сушки и нагрева, гарантирующие требуемую метрологию.

Исследования выполнены с использованием инфракрасных влагомеров МА-30 (Sartorius, Германия), FD-720 (Kett Electric Laboratory, Япония) и ЭЛВИЗ-2 (НИИ «Элиза», Россия). Приборы внесены в Госреестр средств измерений Российской Федерации. При измерениях руководствовались рекомендациями по эксплуатации приборов. Режимы сушки полностью автоматические - до постоянной массы. В этом режиме процесс заканчивается, когда изменение содержания влаги за два следующих друг за другом измерения не превышают установленную для каждого прибора величину. В FD-720 интервал выводимых на дисплей результатов измерений составляет 30 с, в МА-30 - 5 с. В качестве источников излучения в МА-30 применен темный излучатель (ТЭН, 2х180 Вт), в FD-720 и ЭЛВИЗ-2 - кварцевые, мощностью 2х200 Вт и 400 Вт соответственно.

Подготовка трав к измерениям (измельчение) и их проведение сопровождается потерей влаги исходного образца. На этот процесс влияют температура и влажность атмосферного воздуха лабораторного помещения, а также опыт оператора. Ниже приведены результаты наших исследований влияния продолжительности эксперимента на потерю влаги при оценке сходимости определений влажности прибором МА-30. Опыт проведен с

использованием люцерны, которую подсушили в лаборатории, чтобы избежать потерь влаги при измельчении. Растения измельчили на частицы 4..7 мм (по стеблю). Измельченную массу (сечку) разделили на две равные части, каждую

Л

из которых поместили в полиэтиленовые контейнеры объемом по 950 см . Каждая емкость была заполнена на 1/3 объема. Это позволило провести эксперимент в 2-х кратной повторности, что повысило его достоверность. Перед каждым измерением образец материала в контейнере тщательно перемешивали, отбирали навеску массой 5 ± 0,15 г, оставшуюся сечку герметично закрывали. Сушку проводили при температуре 125 оС в автоматическом режиме. Эксперимент выполнен при температуре 24,2..25,6 оС и относительной влажности 42..48 %. Последовательные измерения выполняли через 45 минут: перемешивание материала в контейнере, отбор навески и ее равномерное распределение на подложке (в кювете) влагомера, сушка и охлаждение прибора. Всего было сделано 5 последовательных измерений. Влажность сечки снизилась с 36 % до 34,8 %, т.е. на 1,2 %. Очевидно, что при более высокой исходной влажности травы потеря влаги будет выше. Аналогичный эксперимент по описанной методике был проведен с использованием сечки клевера красного. Наблюдавшаяся на сечке люцерны тенденция снижения результатов измерений влажности с увеличением их повторностей имела место и в опыте с клевером. Полученные знания необходимо учитывать при разработке нормативных документов по метрологической оценке ИК ТГ влагомеров. Количество измерений следует ограничивать двумя повторностями.

Как было показано выше, компоненты растений имеют существенное различие в физико-химических свойствах. В этой связи, действие ИК-излучения, проявляющееся в нагреве, удалении влаги и физико-химических превращениях, возникающих в облучаемых компонентах (стебель, соцветия, метелки и др.) растений, будет проявляться по-разному.

Картину кинетики сушки компонент растений клевера красного на ИК влагомере МА-30 раскрывают результаты наших исследований, представленные на рисунке 2.

Исследования проведены с использованием свежесрезанных растений. Каждый из органов (компонент) растений измельчали: черешки - на частицы длиной 5..7 мм, стебли - 5..7 и 18..20 мм, листья - в виде лапши. Сушку выполнили при температуре 115оС.

Масса навески во всех случаях была 5,0 ± 0,15 г.

Из результатов эксперимента следует:

- имеется существенное различие в содержании влаги разных органов растений (между листьями и стеблями оно составило около 12 %);

- органы растений отличаются по влагоотдающей способности (листья клевера красного высыхают в 3 раза быстрее стеблей длиной 5.. 7 мм и в 3,7 раза при их длине 18..20 мм).

Оценку проявления разнокачественности компонент злаковой культуры при сушке в поле ИК-излучения провели с использованием ежи сборной. В результате установлено, что и для злаковой культуры характерна большая разница во влагоотдающей способности компонент растений. Листовые пластины и колосья высыхают быстрее стеблей на 30..35 %.

Полученные знания в области сушки различных органов растений являются основанием для следующего вывода. Оптимизация сушки трав, особенно бобовых, заключается в сближении продолжительности высушивания частиц стеблей и листьев. Определяющим решением является сокращение длины частиц стеблей. Но при измельчении происходит потеря влаги. Причем величина этой потери увеличивается по мере сокращения длины частиц [2]. Длина частиц стеблей не должна приводить к погрешностям из-за термодеструкции листьев. Компромисс между длиной частиц стеблей и продолжительностью измерений листьев без деструкции лежит в основе оптимизации определений влажности трав.

Влияние размеров (длины частиц) стеблей на результаты и продолжительность измерения влажности изучали с использованием свежесрезанного клевера красного. Из исходного образца растений отобрали близкие по толщине (3,5..4,2 мм) стебли, разделили на 4 группы и измельчили на частицы длиной 4..6 мм, 9..11 мм, 14..16 мм и 18..20 мм. Измерения выполнили также на влагомере МА-30 при температуре 115 оС в автоматическом режиме.

Графическое представление результатов эксперимента (рис. 3) дает наглядное представление о взаимосвязи оценок влажности с продолжительностью измерений для частиц стеблей разной длины.

Анализ полученных результатов позволяет отметить следующее: с увеличением длины стеблей растет продолжительность измерений (сушки), а зависимость оценок влажности от размера частиц носит неоднозначный

характер. С увеличением размера длины частиц до 15 мм результаты измерений влажности выросли с 85,2 % до 86,64 %, но при длине частиц 20 мм влажность снизилась до 86,08 % при увеличении продолжительности измерений на 10 мм. Отсюда можно сделать вывод, что длину частиц 15 мм при диаметре стеблей 3,5..4,2 мм можно считать предельной при подготовке к измерениям (измельчением). Для частиц стеблей менее 15 мм результаты и время измерений были ниже, что можно объяснить потерей влаги при измельчении по причине большого числа поверхностных срезов [2].

Измельчение позволяет минимизировать погрешности измерений, вызванные гетерогенностью и анизотропией трав. Однако, при подготовке к измерениям и проведении измерений (см. выше) необходимо учитывать такие свойства целых трав, как гигроскопичность и влагоотводящую способность, особенно свежесрезанных растений. Мы изучали изменение влагосодержания компонентов клевера красного в лабораторных условиях. Свежесрезанные растения разделили на стебли, черешки и листья. Затем их разложили монослоем на полиэтиленовой пленке предварительно взвесив каждую составляющую на весах Adventurer (Ohaus, США) с погрешностью ± 0,01 г. В лабораторном помещении за весь период эксперимента температура варьировала от 23,2 до 26,8оС и относительная влажность от 32 до 44%. Значения потерь влаги за первые 2 часа и каждый последующий час соответственно составили: для стеблей 7,83%, 3,16% и 3,67%; черешков -7,69%, 6,61%, 4,13%, и 0,5%; листьев - 20,17%, 9,55%, 6,27% и 2,95%. Таким образом, при проведении измерений необходимо обеспечить сокращение времени пребывания трав на открытом пространстве. Одним из факторов, оказывающих большое влияние на метрологию ИК ТГ установок, является масса навески материала. Определяющими условиями ее выбора являются:

- представительность (репрезентативность) контролируемого образца;

- проницаемость материала для используемого источника инфракрасного излучения.

Условие первое. Если рассматривать метод определения влажности с использованием ИК-излучения, как альтернативный стандартизованным методам определения этого параметра с использованием воздушно-тепловых установок (шкафов) то целесообразно, чтобы масса навесок не отличалась от рекомендованных в стандартах. Иначе вносится методическая погрешность в оценки определения влажности. В соответствии с [5] масса пробы для сена, сенной резки, соломы, гранул и брикетов должна быть 10,0..15,0 г, а силоса, сенажа, зеленых кормов - 25,0..50,0 г.

Условие второе. Известно, что для каждого материала существует оптимальная глубина проникновения ИК-излучения, отклонение от которой будет приводить к разбросу результатов и продолжительности измерений. Ввиду многообразия факторов, обуславливающих поглощение, отражение и рассеяние излучения, а также их взаимное влияние, основным методом обоснования толщины слоя растительных материалов является экспериментальный.

Конструктивные особенности ряда широко представленных на рынке инфракрасных термогравиметрических установок не позволяют обеспечить соблюдение условий к величине массы навески и толщине образуемого ею слоя. Массу навески и толщину образуемого ею слоя определяют в ИК приборах размеры кюветы (подложки), главным образом, их диаметр. На отечественном рынке представлены ИК влагомеры со следующим рядом диаметров кювет: 75, 85, 90, 100 и 130 мм (см. табл. 2). Приборы с диаметром кювет 90 мм занимают доминирующее положение. Очевидно, что при одной и той же массе навески толщину слоя материала будет определять влажность материала и размер кювет.

Для влагомеров БВ-720 и МА-30 с диаметрами кювет соответственно 130 и 90 мм получены следующие выражения взаимосвязи массы (т, г) навески пырея ^=74°%) с толщиной образуемого ею слоя (И,мм):

И^ = 0,885т + 0,060 (Я2 = 0,988) и ^

ИМА = 0,417т + 0,032 (Я2 = 0,976).

Отсюда следует, что при равной массе навески толщина слоя в кювете влагомера МА-30 будет в два раза больше, чем в кювете влагомера БВ-720. В этой связи влагомер БВ-720 имеет явное преимущество по сравнению с МА-30, обеспечивая более представительную массу навески при равной толщине слоя материала.

Для практики целесообразно построить зависимости (1) и для бобовых трав во всем технологически необходимом диапазоне изменения их влажности. Это позволит выбирать массу навески соответственно с толщиной слоя, определяющего оптимальное поглощение инфракрасного излучения,

используемого в приборе. Кроме того, по нормированной в стандартах массе навески станет возможным определять толщину образуемого ею слоя в кювете прибора и, тем самым, оценить приемлемость его использования для определения влажности кормов. Изменение толщины слоя для навески массой 2,5 г, рекомендованной МВИ на влагомер БВ-720, от влажности в диапазоне от 20,1 % до 80,5 % изучали с использованием мятлика лугового. В результате получено уравнение, отражающее указанную связь следующего вида:

И = 0,0003Ж2 - 0,0621Ж + 4,6857 (Я = 0,963) (2)

По мере подсыхания травы толщина слоя возрастала и в исследуемом диапазоне влажности изменялась с 1,60 мм до 3,65 мм.

Влияние массы навески, а, следовательно, и толщины слоя на результаты и продолжительность определения влаги, изучали с использованием злаковой травы. Предельную толщину слоя материала, при котором обеспечивается проникающая способность излучения на всю его толщину, определяли по изменению результатов и продолжительности измерений влажности. Эксперимент выполнили на влагомере с темным источником излучения. Свежесрезанную траву пырея измельчали на частицы 4..7 мм. Сушку выполнили при температуре 135оС. В результате установлено, что увеличение массы навески с 7,5 г до 10 г приводит к росту продолжительности измерений на 35 %, изменению цветовой окраски верхнего слоя материала (побурение) при снижении почти на 0,5 % результата измерений влажности.

Отмеченное является следствием несоответствия толщины слоя материала проникающей способности излучения. Таким образом, навеска для сырой травы пырея, равная 7,5 г, обеспечивает условия измерений, близкие к оптимальным.

В настоящее время практически отсутствуют рекомендации по температурным режимам измерений. Решение этой задачи лежит в расширении экспериментальных исследований кинетики сушки трав в установках с разными источниками инфракрасного излучения. Насколько это актуально позволяют судить полученные нами результаты сравнительных исследований кинетики сушки зерна злаковых трав влагомерами с темным и кварцевым источниками излучения при следующих температурных режимах: 135оС, 125оС, 115оС, 105оС и 95оС. При выборе исходного режима сушки (135оС) и массы навески руководствовались рекомендациями МВИ к влагомеру БВ-720. Во всех приборах обеспечивали равенство толщины облучаемого слоя. Все измерения были выполнены в одинаковых условиях.

Результаты исследований показали следующее. Для каждого типа ИК влагомера характерен свой температурный режим, при котором не наблюдали термодеструкции материала: БВ-720 - 105оС, ЭВЛАС - 95оС, МА-30 - 125оС. Даже при одинаковом источнике излучения (БВ-720 и ЭВЛАС-2) температурные режимы отличаются, что может быть вызвано конструктивными особенностями камер сушки приборов. В приборе с темным источником

излучения сушка сена без термодеструкции проходит при более высокой температуре. Результаты измерений, полученные при установленных температурах, исключающих термодеструкцию материала, заметно отличаются.

Для приборов с кварцевыми источниками излучения различие (воспроизводимость) составило 1,16 %. Показания влагомера МА-30 в зависимости от уровня влажности сена превышали показания FD-720 на 0,3...0,5 % и были меньше значений оценок влажности прибором ЭВЛАС-2 на

0.8... 1,07 %.

Следование изложенным выше рекомендациям позволит достичь высокой достоверности оценок влажности инфракрасными термогравиметрическими влагомерами с быстродействием, достаточным для принятия оперативных управленческих решений при заготовке кормов из трав.

Литература:

1. Летунов, И.И. Экономика и организация кормовой базы в нечерноземной зоне РСФСР / И.И.Летунов, В С. Сечкин. - Л.: Колос, 1983.

2. Секанов, Ю.П. Влагометрия сыпучих и волокнистых растительных материалов / Ю.П. Секанов. - М.: ВИМ, 2001.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Секанов, Ю.П. Влагометрия сельскохозяйственных материалов / Ю.П. Секанов. - М.: Агропромиздат, 1985.

4. Секанов, Ю.П. О состоянии влагометрии волокнистых материалов // Сборник докладов Международной научно-технической конференции «Автоматизация сельскохозяйственного производства». - М., 2004. - Ч.2.

5. ГОСТ 27548-97. Корма растительные. Методы определения содержания влаги.

Секанов Юрий Петрович, доктор технических наук, академик Международной академии

информатизации, начальник Управления по научным исследованиям и разработкам

Андреева Надежда Владимировна, научный сотрудник

ОАО «РНИИ «Агроприбор»

Тел. (8499)257-37-40

E-mail: info@agropribor.com

Колесников Денис Сергеевич, студент

НИУ «Высшая школа экономики»

In this paper (paper) shows the results of studies of drying grass forages in thermogravimetric infrared devices. The basic factors affecting the accuracy of their moisture.

Keywords: grass, thickness, moisture, drying mode, the error.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.