CC BY
18
УДК 631.3:62-63 Доктор техн. наук М.С. ВОЛХОНОВ
(Костромская ГСХА, vms72@mail.ru) Канд. техн. наук И.Б. ЗИМИН (Великолукская ГСХА, igzimin@yandex.ru) Канд. техн. наук В.Г. ИГНАТЕНКОВ (Великолукская ГСХА, well_79@mail.ru) Канд. техн. наук С.М. ЗАГОРСКИЙ (СПбГАУ, SERG_7272@mail.ru)
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЗОНЫ РФ
Кормопроизводство, фуражное зерно, очистка зерна, сушка зерна, зерноочистительно-сушильное оборудование
Чрезвычайно важной для животноводства нашей страны является проблема кормообеспечения. В структуре затрат на производство животноводческой продукции 55-60% и более составляют затраты на корма [1].
Приоритетным направлением в решении проблемы обеспечения животных и птицы высококачественными и полнорационными кормами является производство фуражного зерна. Эффективным способом использования зернофуража является комбикорм.
В настоящее время, с точки зрения кормопроизводства, в России сохраняется негативная тенденция в структуре фуражного зерна. Особенность отечественного зернового производства состоит в том, что количество и состав производимого зернофуража не соответствуют потребностям животноводства. Если в развитых зарубежных странах производство зерна фуражных культур, как правило, полностью обеспечивает потребности животноводства в энергии и протеине, то в России наблюдается постоянный дефицит кормового зерна нужного качества, который покрывается за счет использования на фураж продовольственного зерна пшеницы [2].
Важным звеном в получении фуражного зерна является его послеуборочная обработка. К сожалению, за последние десятилетия эта отрасль пришла в полный упадок: многократно уменьшилась обеспеченность хозяйств зерноочистительным и сушильным оборудованием, резко ухудшилось качество обработки зернового материала, возросли его потери на этапе послеуборочной обработки и хранения (до 10-20% от валового сбора). Из-за финансовых трудностей хозяйства не приобретают новую технику, а промышленность по причине отсутствия платежеспособного спроса ее почти не производит [3, 4]. Одним из эффективных и недорогих способов выхода из создавшейся ситуации является реконструкция и модернизация существующих линий по послеуборочной обработке фуражного зерна с учетом современных тенденций развития зерноочистительного и сушильного оборудования [5, 6]. В этом отношении рассмотрим вариант реконструкции поточных линий по послеуборочной обработке фуражного зерна, эксплуатируемой в одном из хозяйств Псковской области (рис.).
Существующее здание зернотока состоит из приемного отделения (без ворохоочистителя), а также сушильного отделения с двумя барабанными сушилками СЗПБ-2,0. Приемное отделение размером в осях 9,7x9,5 м смонтировано из стандартных колонн и уширенных заводских ферм. Оборудование технологической линии находится в крайне изношенном состоянии и эксплуатируется в хозяйстве уже более 40 лет.
При реконструкции зернотока к существующему зданию с двух сторон пристраиваем помещения для размещения агрегатов приемного и топочного отделений. Четыре дополнительные колонны приемного отделения высотой 3 м и три фермы здания пролетом 9,7 м изготавливаются на месте из колонн и ферм рядом расположенного старого зернотока.
Колонны устанавливаются на анкерные болты монолитных бетонных фундаментов размером 500x500 мм и глубиной не менее 1,2 м. Стыковочная со зданием сушильного отделения ферма крепится на столики, приваренные к крайним опорам существующего здания. Кровля из шифера по деревянным прогонам сечением 100x100 мм. Ворота отделения металлические раздвижные.
Топочное отделение выполняется в кирпиче на ленточном монолитном фундаменте, глубиной не менее 1,2 м или в каркасно-обшивном варианте. Здание отделения в этом случае
обшивается металлом (гипсокартоном) или плоскими (волнистыми) асбестоцементными листами и накрывается легкой шиферной или металлической кровлей.
Ворота двупольные распашные металлические, шириной не менее габарита по ширине теплогенератора ТБ-0,75.
Окна деревянные, с одинарным остеклением и с сетками изнутри. Количество окон - по нормативу естественной освещенности.
Полы бетонные. Стяжка по бетонной подготовке толщиной не менее 120 мм.
В новом приемном отделении на нулевой отметке монтируется механизированный бункер БМ-62 (1), ворохоочиститель ОВС-25 (5), жестко закрепленный к полу, и пневмотранспортер неиспользуемых отходов (4).
С удалением сырых отходов предварительной очистки за пределы здания успешно справится вентилятор Ц10-28 №3,15 (2).
В сушильном отделении бункеры К-878 (1) и (15) переоборудуются в сушилки. Для этого у бункера (1) демонтируется ранее смонтированный вентилятор, его кожух (корпус) разворачивается на 90о с переваркой рамы крепления вентилятора на фундаменте и вентилятор монтируется на новый фундамент по месту. Вентилятор должен работать верхней подачей с расположением всасывающего конфузора в сторону топки. Затем к этим вентиляторам наглухо крепится воздуховод, а к нему по месту - теплогенератор ТБ-0,75 (17) без крепления к полу.
К теплогенератору подводится топливопровод от емкости, размещенной на раме на расстоянии не менее 20 м от здания КЗС. Топливопровод должен иметь запорный кран, а емкость - закрывающуюся на замок заливную горловину.
Два бункера К-878 (1) и (15) оборудуются типовыми выгрузными шнеками с креплением к бункерам по месту.
3 2 4
Рис. План компоновки оборудования поточной линии по послеуборочной обработке фуражного зерна (предлагаемый вариант): 1, 15 - сушильная камера; 2 - вентилятор Ц10-28 №3,15; 3 - бункер - питатель БМ-62; 4 -пневмотранспортер отходов; 5 - ворохоочиститель ОВС-25; 6, 10 - нория 2НСЗ-10; 7,8,9 - бункер К-878; 11 -автоматический весовой узел; 12 - НСЗ-10; 13 - ленточный конвейер; 14 - сбрасывающая тележка; 16 - пульт управления зерносушилкой; 17 - теплогенератор ТБ-0,75; 18 - нория 2НПЗ-20
Для переоборудования бункера К-878 в сушилку необходимо:
- разобрать наполовину корпус бункера (наружный цилиндр);
- с помощью лебедки (блоками) по листам демонтируется центральный воздуховод бункера вместе с нижним опорным кольцом;
- вместо опорного кольца бункера по месту строго концентрично наружному цилиндру ставится (пока без крепления к наружному конусу опорной тумбы) новый обратный конус сушилки в сборе;
- к фланцу обратного конуса крепится предварительно собранный первый ярус новой воздухораспределительной трубы сушилки, образуя внутренний цилиндр. Можно и смонтировать краном (или лебедкой) предварительно собранную на площадке половину или одну треть (насколько позволяют грузоподъемные средства и здание по высоте) новой воздухораспределительной трубы;
- на первый ярус смонтировать новые опору и решетку;
- смонтировать внутри бункеров вторую половину воздухо-распределительной трубы;
- смонтировать крышу воздухораспределительной трубы в сборе;
- параллельно собирать корпус бункера (наружный цилиндр);
- смонтировать крышу корпуса бункера;
- установить датчики уровня зерна;
- параллельно сборке корпуса монтировать наружные хомуты (пояса) корпуса и специально изготовляемые из старых шпренгелей укороченные распорные шпренгели;
- смонтировать трубу сливного зернопровода. Труба должна выходить из бункера выше верхнего датчика уровня и подавать зерно в норию (18) загрузки бункеров предварительного хранения зерна.
Дополнительно между сушильными камерами (1) и (15) монтируется двухпоточная нория 2НСЗ-10 (6). Один поток нории выгружает полусухое зерно из первой сушильной камеры (1) и подает его во вторую сушильную камеру (15), а второй поток нории выгружает сухое зерно из сушильной камеры (15) и перебрасывает его через норию 2НСЗ-10 (10) в оперативный бункер К-878 (9). Наклон зернопроводов должен быть не менее 40о к горизонтали.
Вторая двухпоточная нория 2НПЗ-20 (18) производительностью 20 т/ч монтируется между бункерами (7) и (18). Для этого ее следует разобрать на крупные блоки, по частям переместить и собрать на новом месте. Можно сделать иначе.
Бункер К-878 (9) при работе линии используется в качестве охладителя сухого зерна.
Система удаления пыли должна включать в себя две аспирационные системы, расположенные в приемном и сушильном отделениях. Пыль от всех норий должна отсасываться как в местах загрузки массы (башмаки норий), так и в местах выгрузки (головки норий).
Аспирационные системы включаются со щита блока бункеров вместо электрокалориферов, которые отключены. Естественно, у магнитных пускателей заменяются тепловые реле в соответствии с мощностью моторов аспирационных систем. Разводка зернопроводов выполняется с минимальным количеством клапанов.
Управление агрегатами производится с помощью серийных щитов блока бункеров и сушильных камер (1) и (15). Пневмотранспортер (4) запитан от кнопочного поста ходовой части машины ОВС-25 (5) с заменой полуавтомата.
Все деревянные элементы конструкции здания пропитываются огнезащитным и противогрибковым составом.
Зерноток оборудуется в соответствии с требованиями пожарным щитом с соответствующим набором противопопожарного инвентаря.
Здание оборудуется молниезащитой и контуром заземления.
Технология послеуборочной обработки фуражного зерна на технологической линии, представленной на рис., осуществляется следующим образом.
Сырой зерновой ворох от комбайнов перевозится самосвалами ГАЗ-САЗ-3507 (или тракторными тележками) и выгружается в механизированный бункер БМ-62 (3). Питатель бункера равномерно и непрерывно (с отрегулированной подачей) перемещает сырую массу в ворохоочиститель ОВС-25 (5), где выделяются крупные, мелкие и легкие примеси. Отходы с помощью эжекторного питателя пневмотранспортера (4) выводятся за пределы здания и убираются погрузчиком в конце сезона.
Предварительно очищенное в ворохоочистителе ОВС-25 (5) фуражное зерно одним потоком нории (18) может сразу загружать секцию (1) сушилки, автоматически сбрасывая избыток зерна в любой из бункеров. После полной загрузки первой сушильной секции избыток зерна автоматически подается в бункера временного хранения (7) и (8). При номинальной загрузке одного из бункеров (7) и (8) (в зависимости от влажности вороха) устанавливают клапан центрального воздуховода и включают его вентилятор для аэрации сырого зерна.
В ночное время нория (18) загружается из любого бункера (7) или (8) посредством шнеков.
Подача зернофуража регулируется выгрузной заслонкой бункера, а шнек работает непрерывно. Так как сушилка может работать только с полностью загруженными секциями, включение нории (18) блокируется с датчиками уровня секции (1), а нория (6) - с датчиками секции (15). Кроме того, на случай выхода датчиков из строя у обеих секций монтируются зерносливы, позволяющие работать и без автоматики в ручном режиме. В этом случае подачу в секции регулируют так, чтобы из каждой секции шли небольшие потоки излишнего зерна. Зерноспуски сливают это зерно в приемный ковш загрузочной нории (18).
По сигналу датчика уровня секции (1) включают вентилятор этой секции и теплогенератор в ручном режиме управления (т.к. вторая секция пока пустая). Во время сушки зерна в первой секции зерно от комбайнов принимается в бункера (7) и (8). Полусухое зерно из первой сушильной секции одной секцией нории (6) перебрасывается в другую секцию сушилки для осуществления второго пропуска. Одновременно в секцию (1) подается сырое зерно. После заполнения и просушки до кондиционной влажности зерновой массы во второй секции (на стационаре) сушилку пускают на поток, регулируя выгрузку сухого, загрузку сырого зерна и контролируя конечную влажность зерна.
Температура агента сушки регулируется подачей топлива, а режимы сушки подбираются в зависимости от начальной влажности зерна в соответствии с рекомендациями [7].
После сушки зернофураж поступает через двухпоточную норию (10) и далее в бункер активного вентилирования (9), где просушенная зерновая масса охлаждается до температуры, не превышающей температуру наружного воздуха более чем на 10оС, что соответствует агротехническим требованиям на сушку [5, 8].
Зерно после охлаждения выгружается из бункера (9) шнековым транспортером во вторую секцию нории (10), которая подает зерновую массу на автоматический весовой узел (11). После взвешивания фуражное зерно поступает через норию НСЗ-10 (12) на ленточный конвейер (13) и далее с помощью сбрасывающей тележки (14) загружается в засеки механизированного склада зернофуража.
Основными преимуществами предлагаемой технологической линии для послеуборочной обработки фуражного зерна (рис.) являются:
- возможность обработки зерна практически любой начальной влажности;
- одноэтажная схема компоновки;
- возможность обслуживания линии только двумя операторами;
- минимальные затраты энергоресурсов в процессе послеуборочной обработки фуражного
зерна;
- простота монтажа и обслуживания оборудования (линия скомпонована из оборудования, имеющегося практически во всех хозяйствах, занимающихся послеуборочной обработкой зерна);
- расположение поточной линии по послеуборочной обработке зерна в одном блоке со складом зернофуража, что позволяет сэкономить время за счет исключения транспортных операций по доставке фуража на механизированный склад и обеспечить непрерывность технологического процесса послеуборочной обработки фуражного зерна с момента доставки его на технологическую линию зерноочистительно-сушильного комплекса до закладки на хранение.
Л и т е р а т у р а
1. Косолапов В.М., Трофимов И.А Роль кормовых зернобобовых культур в укреплении кормовой базы животноводства //Зернобобовые и крупяные культуры. - 2012. - №1. - С. 98-101.
2. Косолапов В.М., Трофимов И.А. Проблемы и перспективы производства и использования зернофуража в России // Аграрный вестник Юго-Востока. - 2009. - №3. - С. 50-54.
3. Авдеев А.В., Авдеева А.А., Начинов Д.С., Эйдис А.Л. Организация безотходной обработки и хранения зерна - М.: ФГУ РЦСК, 2007.-67с.
4. Федоренко В.Ф., Ревякин Е.Л. Зерноочистка - состояние и перспективы. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006. - 204 с
5. Авдеев А.В., Сечкин В.С., Галкин В.Д. Агрегаты и комплексы для послеуборочной обработки и хранения зерна и семян / СПбГАУ. - СПб., 2005. - 130 с.
6. Волхонов М.С., Зимин Е.М., Зимин И.Б. Анализ состояния послеуборочной обработки зерна в хозяйствах Псковской области и перспективы ее совершенствования // Труды Костромской ГСХА. - Вып. 60. - Кострома: Изд. КГСХА, 2002.- С.41- 45.
7. Щепилов Н.Я. Проектирование поточных линий и зерноочистительно - сушильных комплексов.-Великие Луки: Издательский центр ВГСХА, 1999.-180с
8. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна. - М.: Агропромиздат, 1986. - 159 с.
УДК 631.431.73:633.491 Доктор техн. наук А.Б. КАЛИНИН
(СПбГАУ, andrkalinin@yandex.ru) Канд. техн. наук И.З. ТЕПЛИНСКИЙ (СПбГАУ, agro@spbgau.ru) Аспирант П.П. КУДРЯВЦЕВ (СПбГАУ, caandmg@yandex.ru)
ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ПОЧВЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ ПО ИНТЕНСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Картофель, технология, корневая система, переуплотнение почвы, твердость почвы
В исследованиях отечественных и зарубежных авторов отмечается, что снижение уплотнения почвы в процессе всего вегетационного периода развития картофеля является важным резервом повышения урожайности. Поэтому основной задачей технологических процессов обработки почвы при возделывании картофеля является формирование корнеобитаемого слоя с требуемыми параметрами почвенного состояния и их поддержание в течение всего периода вегетации [1,2]. Однако при производстве картофеля по традиционной технологии возникает проблема существенного переуплотнения почвы по горизонтам корнеобитаемого слоя. Несмотря на применяемый принцип минимизации количества обработок в широко используемой в настоящее время западноевропейской технологии возделывания картофеля, проблема переуплотнения почвы не исчезает, а проявляется лишь в менее острой форме.
Как известно из работы [3], важную роль в обеспечении растений картофеля питательными веществами и влагой играет та небольшая часть корневой системы, которая пробивается в глубинные слои почвы. Несмотря на то, что корневая система картофеля обладает слабой проникающей способностью, глубина распространения отдельных корней данной культуры при благоприятных условиях может достигать до 120-130 см и более. Это во многом зависит от степени уплотнения почвы по горизонтам. Именно эта часть корневой системы обуславливает устойчивость растений картофеля к засушливым погодным условиям. С повышением плотности почвы устойчивость растений к неблагоприятным погодным условиям значительно снижается.
Таким образом, проникающая способность корневой системы картофеля во многом определяется плотностью почвы. Исследованиями в работах [4,5] установлено, что плотность почвы имеет высокую степень корреляции с ее твердостью. Поэтому при оценке механического сопротивления почвы развитию корневой системы картофеля примем твердость почвы в качестве оценочного показателя параметров почвенного состояния. Считается, что нормальное развитие корневой системы картофеля обеспечивается при твердости почвы, не превышающей 1,0 МПа [6]. Однако распространение корневой системы вглубь почвенного горизонта происходит и при больших значениях твердости почвы, но уже с меньшей интенсивностью, так при значениях твердости почвы 4,5 МПа рост корневой системы сильно затруднен, а при превышении этого значения становится и вовсе невозможным.
На основании приведенных данных при оценке параметров почвенного состояния после выполнения основных технологических процессов возделывания картофеля нами предлагается
