CC BY
29
УДК 631.531.027.2
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ДРАЖИРАТОРА СЕМЯН САХАРНОЙ СВЕКЛЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛОПАСТНОГО ОТРАЖАТЕЛЯ
А. В. ЧЕРВЯКОВ
ГНУ «Научно-исследовательский экономический институт Министерства экономики Республики Беларусь г. Минск, Беларусь, 220086
С. В. КУРЗЕНКОВ, Д. А. МИХЕЕВ
УО «Белорусская государственная орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия», г. Горки, Могилевская область, Беларусь, 213407
(Поступила в редакцию 19.01.2016)
Производство сахарной свеклы в Республики Беларусь является стратегическим направлением сельского хозяйства. С каждым годом ее производство увеличивается. Повышение объемов производства сахарной свеклы обеспечивается за счет увеличения урожайности этой культуры, а уменьшение затрат на ее производство - за счет использования высококачественных дражированных семян. Дражированные семена сахарной свеклы, используемые для промышленного высева в Республике Беларусь являются импортного производства. Это связано с тем, что получить высококачественные семена в условиях климата Республики Беларусь не представляется возможным, также отсутствует собственная технология дражирования и соответствующее оборудование. Внедрение отечественной технологии дражирования семян сахарной свеклы с созданием необходимого оборудования по доступной цене в рамках программы импортозамещения, позволит снизить себестоимость обработки семян при дражировании. Снижение себестоимости обработки семян при дражировании, использование отечественных сортов семян, полученных в условиях благоприятного климата, а также тот факт, что семена будут обрабатываться в Республике Беларусь, все это даст общий эффект в снижении стоимости дражирован-ных семян сахарной свеклы до 30 % и более. В статье приведены методика и результаты производственных испытаний центробежного дражиратора семян сахарной свеклы с использованием лопастного отражателя, обеспечивающего качество обработки при производстве семенного драже, соответствующие агротехническим требованиям. Был подсчитан годовой экономический эффект от применения центробежного дражиратора с использованием лопастного отражателя в сравнении с импортным дражиратором «Petkus CT-50».
Ключевые слова: сахарная свекла, дражирование, центробежный дражиратор, производственные испытания.
Production of sugar beet in the Republic of Belarus is a strategic area of agriculture. Every year, its production increases. Increasing sugar beet production is ensured by increasing the yield of this crop, and reducing the cost of its production - through the use of high-quality pelleted seeds. Coated seeds of sugar beet used for commercial sowing in Belarus are imported. This is due to the fact that to obtain high-quality seeds in the climate conditions of the Republic of Belarus is not possible, as there is no private pelleting technology and related equipment. The introduction of domestic technology ofpelleting sugar beet seeds with the creation of the necessary equipment at an affordable price in the framework of the import substitution program, will reduce the cost price of processing seeds with pelleting. Reducing the cost of seed treatment with pelleting, using seeds of domestic varieties derived in a favorable environment, as well as the fact that the seeds are treated in the Republic of Belarus, will all effect in reducing the overall cost of pelleted sugar beet seeds to 30% or more. The paper presents the methodology and results of production testing of centrifugal granulator of sugar beet seeds with paddle reflector that ensures the quality of treatment in the production of seed pellets, which meets agro-technical requirements. We have calculated the annual economic effect of application of centrifugal granulator using paddle reflector in comparison with imported granulator «Petkus ST-50».
Keywords: sugar beets, pelleting, centrifugal granulator, production testing.
Введение
Производство сахарной свеклы в Республики Беларусь является стратегическим направлением сельского хозяйства. С каждым годом ее производство увеличивается. Повышение объемов производства сахарной свеклы обеспечивается за счет увеличения урожайности этой культуры, а уменьшение затрат на ее производство - за счет использования высококачественных дражированных семян. Получить высококачественные семена в условиях климата Республики Беларусь не представляется возможным, также отсутствует собственная технология дражирования и соответствующее оборудование.
В настоящее время под сахарную свеклу в Республике Беларусь отводится более 100000 га посевных площадей. Стоимость одной посевной единицы импортных дражированных семян сахарной свеклы доходит до 140 евро. Учитывая это можно сделать вывод, что государство тратит огромные средства для обеспечения себя посевным материалом. Необходимо отметить, что с развитием логистических возможностей можно получить дражированные семена сахарной свеклы отечественных сортов в условиях благоприятного климата. Качественные показатели таких семян будут сопоставимы с импортными, а цена составит около 25 евро за одну посевную единицу. В республике нет собственной технологии получения дражированных семян. Цена же импортного серийно выпускаемого оборудования для этих целей составляет более 27 тыс. евро [1]. Именно это и является непреодолимым барьером для широкого использования импортного оборудования в Республике Беларусь.
Внедрение отечественной технологии дражирования семян сахарной свеклы с созданием необходимого оборудования по доступной цене в рамках программы импортозамещения позволит снизить
себестоимость обработки семян при дражировании. Все это даст общий эффект в снижении стоимости дражированных семян сахарной свеклы до 30 % и более. Отечественная технология дражирова-ния семян даст толчок в развитии этой технологии для других сельскохозяйственных культур. На основании проведенных теоретических исследований и обзора существующих конструкций дражирато-ров [3, 6, 13] в УО БГСХА совместно с сотрудниками НПП «Белама плюс» (г. Орша) была разработана лабораторная установка центробежного дражиратора семян с использованием лопастного отражателя [12], позволяющая реализовать в полном объеме запланированную методику экспериментов.
Оценку работе дражиратора и качества получаемого продукта в ходе экспериментов давали на основании показателя доли качественных семян в пробе. Данный показатель определялся на основании ГОСТ 10882-98, предъявляемого к дражированным семенам сахарной свеклы.
В результате проведения отсеивающих опытов и реализации программы планирования экспериментальных исследований была получена адекватная математическая модель, описывающая изменение доли качественных семян в пробе от исследуемых конструктивных и технологических параметров. Анализ этой математической модели показал, что оптимальное значение параметра оптимизации процесса дражирования семян сахарной свеклы будет достигнуто при следующих значениях исследуемых факторов: угловая скорость днища камеры смешивания 27,59 с-1, коэффициент загрузки камеры смешивания 36 %, количество лопастей в отражателе 12, высота расположения лопастного отражателя 0,03 м, время обработки семенного материала 472 с. Для подтверждения теоретических и экспериментальных выводов были проведены производственные испытания дражиратора семян сахарной свеклы с использованием лопастного отражателя.
Основная часть
Производственные испытания предлагаемого оборудования проводились в 2014 г. в ГСХУ «Го-рецкая сортоиспытательная станция» на подготовленных (отшлифованных) семенах сахарной свеклы отечественного сорта «Белполь». В качестве наполнителя для оболочки семян использовалась бленда немецкой фирмы GTG, а связующим компонентом являлась вода с добавлением протравителя. Во время проведения производственных испытаний производилось дражирование семян до заданной фракции 3,5-4,5 мм, а затем осуществлялся высев полученного семенного драже на опытном поле для определения полевой всхожести, урожайности и сахаристости. В процессе проведения производственных испытаний производительность дражиратора определялась по формуле:
0 Уткоб Р
?об + (з + 4 (1)
где Удн - объем днища камеры смешивания м3; V - коэффициент загрузки %;£об - коэффициент изменения объема;рд - объемный вес получаемого семенного драже, м3/кг;^об - время обработки семян в камере смешивания, с;^з - время загрузки семян в камеру смешивания, с;^в - время выгрузки готового семенного драже, с.
При расчете производительности дражиратора учитывалось реальное время загрузки семян и выгрузки готового семенного драже, а также необходимый коэффициент изменения объема семени.
В ходе производственных испытаний была разработана номограмма (рис 1.), позволяющая связать такие параметры как коэффициент изменение объема и коэффициент загрузки камеры смешивания, коэффициент изменения объема и время обработки, время обработки и производительность дражиратора. Разработанная номограмма позволяет в упрощенной форме определить технологические параметры дражиратора исходя из заданных условий получения семенного драже определенного размера, зная коэффициент изменения объема (во сколько раз объем семенного драже больше семени), выбирается коэффициент загрузки камеры смешивания и время обработки семенного материала.
кг/ч
Рис. 1. Номограмма для определения технологических параметров центробежного дражиратора семян с использованием лопастного отражптеля
В результате производственных испытаний были определены конструктивно-технологические показатели центробежного дражиратора семян с использованием лопастного отражателя. В табл. 1 представлена техническая характеристика, конструктивные параметры, условия работы и качественные показатели получаемого драже.
Таблица 1. Конструктивно-технологические параметры центробежного дражиратора семян сахарной свеклы с использованием лопастного отражателя
Техническая характеристика
Установленная мощность дражиратора, кВт 2,5
Производительность за 1 ч основного времени, т 0,0345
Количество обслуживающего персонала, чел. 1
Габаритные размеры, м: длина ширина высота 1,2 1,2 1,8
Масса, кг 150
Конструктивные параметры
Частота вращения днища дражиратора, с-1 27,6
Частота вращения тарельчатого распылителя, с-1 314
Диаметр камеры смешивания, м 0,515
Угол наклона образующей конуса днища дражиратора 1 (60°) 3
Высота днища дражиратора, м 0,1
Объем днища камеры смешивания, м3 0,01
Высота расположения лопастного отражателя, м 0,03
Количество лопастей в отражателе, шт 12
Диаметр тарельчатого распылителя, м 0,2
Высота расположения тарельчатого распылителя относительно нижнего основания днища дражиратора, м 0,13
Условия работы
Коэффициент изменения объема Влажность семян, % Диаметр обрабатываемых, отшлифованных семян, мм 2,2 7 3,15
Загрузка камеры смешивания семенами, м3 0,0036
Качество работы
Доля качественных дражированных семян, % от 98
Потери семян в отходы, % 1 - 2
Потребляемая мощность, кВт от 2,5
В ходе полевых испытаний было установлено, что полевая всхожесть обработанных дражирован-ных семян составила 97,8 %, что соответствует требованиям ГОСТ 10882-98. Урожайность и сахаристость сопоставима с импортными аналогами, составила 750 ц/га и 16,58 %.
Проведенные производственные испытания дали необходимые материалы для определения экономической эффективности использования центробежного дражиратора семян сахарной свеклы с использованием лопастного отражателя в сравнении с импортным дражиратором «Рйкш СТ-50».
Экономическую эффективность предлагаемого оборудования оценивали на основании показателя годового экономического эффекта [4, 5, 10].
Годовой экономический эффект от использования центробежного дражиратора семян сахарной свеклы с использованием лопастного отражателя составит:
э = ( 3Ш1 - Зш2 уус1, (2)
где Зпз1 - приведенные затраты на обработку одной тонны дражированных семян на импортном дра-жираторе, тыс. рублей; Зпз2 - приведенные затраты на обработку одной тонны дражированных семян, полученных в центробежном дражираторе с использованием лопастного отражателя, тыс. рублей; Кс2 - годовой объем производства центробежного дражиратора с использованием лопастного отражателя, т.
Приведенные затраты на обработку одной тонны дражированных семян на импортном дражирато-ре будут определяться:
= Зэ1 + К, • Е„ (3)
Зпз1" V, '
где Зэ1 - эксплуатационные годовые затраты в расчете на годовой объем производства дражированных семян на импортном дражираторе, тыс. рублей; К - капитальные вложения на покупку импортного дражиратора, тыс. рублей; Ен - нормативный коэффициент эффективности сельскохозяйственной техники, принимается равным 0,15 [4]; Vc1 - годовой объем производства импортного дражиратора, т.
Приведенные затраты на обработку одной тонны дражированных семян на центробежном дражи-раторе с использованием лопастного отражателя:
Зэ2 + К,- Ен (4)
З 2 = ,
га2 ^
V c2
где Зэ2 - эксплуатационные годовые затраты в расчете на годовой объем производства дражированных семян на центробежном дражираторе с использованием лопастного отражателя, тыс. рублей; К2 - сумма капиталовложений центробежного дражиратора с использованием лопастного отражателя, тыс. рублей.
Сумма капиталовложений центробежного дражиратора семян с использованием лопастного отражателя будет определятся:
К = Сд + Р + Зз + Роп + Рох, (5)
где Сд - стоимость деталей и покупных изделий, тыс. рублей; Ртз - транспортно-заготовительные расходы, тыс. руб.; Зз - затраты на оплату труда при изготовлении деталей установки, тыс. рублей; Роп -общепроизводственные расходы, тыс. рублей; Рох - общехозяйственные расходы, тыс. рублей.
Транспортно-заготовительные расходы Ртз определяются в процентах от стоимости покупных материалов и изделий по следующим образом [10]:
Р = С -П , (6)
тз д тз' v '
где Птз - процент транспортно-заготовительных расходов, принимаем 5 %.
Затраты на оплату труда Зз при изготовлении деталей установки определяются по формуле:
З = ОТ -а О О , (7)
3 тар п доп отч'
где ОТтар - тарифная оплата труда, тыс. рублей.
Тарифная оплата труда ОТтар зависит от трудоемкости работ и часовой тарифной ставки соответствующих разрядов персонала
ОТ = Т ■ С (8)
ОТ тар 1 ем Сч, v '
где Тем - трудоемкость работ, необходимых для изготовления деталей установки, чел.ч (рассчитанная нами трудоемкость Тем равным 60 чел.ч); Сч - часовая тарифная ставка, соответствующая разряду рабочего, тыс. рублей часовая тарифная ставка рабочих 4-го разряда на 1.01.2014 равняется 23,3 тыс. руб./ч; ап - коэффициент, учитывающий премии по фонду оплаты труда (принимаем равным 1,1); Одоп - коэффициент, учитывающий размеры дополнительной оплаты труда (принимаем равным 1,1); Оотч - коэффициент, учитывающий отчисления на все виды страхования (принимаем равным 1,34) [7-9].
Общепроизводственные Роп и общехозяйственные Рох расходы определяются в процентах от основной зарплаты на изготовление установки по следующей формуле [10]:
Роп = Зз- Поп /100, (9)
Рох = Зз- Пох /100, (10)
где Поп - процент общепроизводственных расходов. По данным предприятия равняется 10 %; Пох -процент общехозяйственных расходов. По данным предприятия равняется 15 %.
Эксплуатационные годовые затраты в расчете на годовой объем производства дражированных семян представляют собой прямые текущие затраты, которые исчисляются по формуле:
Зэ = З + А + Зр + Зэн + Зпр, (11)
где З - годовой фонд заработной платы, тыс. рублей; А - амортизационные отчисления, тыс. рублей; Зр - затраты на ремонт и техническое обслуживание, тыс. рублей; Зэн - годовые затраты на электроэнергию, тыс. рублей; Зпр - прочие затраты, тыс. рублей.
Годовой фонд заработной платы З обслуживающего персонала рассчитывается по формуле:
З = Т ■С ■а О О , (12)
год ч п доп отч'
где Тгод - трудоемкость процесса дражирования семян, чел.ч.
Амортизационные отчисления определяем по формуле:
А=КН (13)
100 ,
где K - сумма капиталовложений установки для дражирования семян; На - норматив годовых амортизационных отчислений по оборудованию, который определяется по следующей зависимости:
Н = 100 (14)
а В '
где В - нормативный срок службы установки, лет. Принимаем срок службы равным 10 лет [11].
Затраты на ремонт и техническое обслуживание Зр определяют по выражению:
Зр = КНр, (15)
где Нр - норматив годовых отчислений на ремонт и техническое обслуживание, равен 10 %.
Затраты на потребленную электроэнергию определим по формуле:
о =К-РСЗН (16)
о '
где Ус - годовой объем производства дражированных семян, т; Р - мощность рассматриваемого оборудования, кВт. Принимаем равным 2,5 кВт; Сэн - стоимость 1 кВтч электроэнергии, тыс. рублей (по данным предприятия на 1.01.2014 г. стоимость 1 кВтч электроэнергии равнялась 1,652 тыс. рублей); Qдр - производительность дражиратора, т/ч. Прочие затраты рассчитываются по формуле:
Зпр = (0,05...0,11)-(З + А + Зр + Зн). (17)
Срок окупаемости капитальных вложений определяется по следующей зависимости:
(18)
Г Э '
Результаты расчета экономической эффективности центробежного дражиратора семян сахарной свеклы с использованием лопастного отражателя представлены в табл. 2.
Таблица 2. Технико-экономические показатели эффективности центробежного дражиратора семян сахарной свеклы с использованием лопастного отражателя
Показатели Обозначение Варианты
новый импортный
Сумма капиталовложений, тыс. рублей К 13727,7 342434,4
Годовой объем производства дражиратора, т Ус 15,5 40,5
Годовая наработка дражиратора, ч - 450 450
Эксплуатационные затраты, тыс. рублей Зэ 23739,5 100169
Амортизационные отчисления, тыс. рублей А 1372,8 34243,4
Затраты на ремонт и техническое обслуживание, тыс. рублей Зр 1372,8 34243,4
Годовой фонд заработной платы, тыс. рублей З 17000,4 17000,4
Годовые затраты на электроэнергию, тыс. рублей З 1835,5 5575,5
Прочие затраты, тыс. рублей З 2158,1 9106,3
Приведенные затраты на обработку одной тонны дражированных семян, тыс. руб./т З 1664,4 3741,6
Годовой экономический эффект, тыс. рублей Э 32196,6
Срок окупаемости капитальных вложений, лет r 0,43
Показатели табл. 2 говорят, что годовой экономический эффект от применения центробежного дражиратора семян сахарной свеклы с использованием лопастного отражателя составляет 32196,6 тыс. рублей в масштабе цен первого квартала 2014 г.
Заключение
Производственные испытания показали, что разработанный центробежный дражиратор семян сахарной свеклы с использованием лопастного отражателя обеспечивает высокое качество обработки от 98 %. Полевая всхожесть обработанных дражированных семян составила 97,8 %, что соответствует требованиям ГОСТ 10882-98. Урожайность и сахаристость сахарной свеклы, полученной из обработанных дражированных семян сопоставима с импортными аналогами, составила 750 ц/га и 16,58 %. Годовой экономический эффект от применения центробежного дражиратора семян сахарной свеклы с использованием лопастного отражателя в сравнении с импортным образцом составляет 32196,6 тыс. рублей в масштабе цен первого квартала 2014 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. PETKUS Technologie GmbH [Электронный ресурс] - 2012. - Режим доступа: http: http://petkus.foodset.ru/data/petkus. - Дата доступа 10.3.2012.
2. Белорусский правовой портал// Постановление Минтруда и соцзащиты Беларуси от 26.09.2003 г. №108 [Электронный ресурс]. - 2014 - Режим доступа: http://www.pravoby.info/tema/mintruda/page20.htm - Дата доступа: 9.01.2014.
3. Курзенков, С. В. Прогрессивные технологии и оборудование для дражирования семян/ С. В. Курзенков, Д. А. Михеев // Научно технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. научно-практ. конф. Минск, 21-22 Октября 2015 г. в 2 томах / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»; редкол.: П.П. Казакевич [и др.]. - Минск, 2015. - Т. 2. - С. 123-129.
4. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений: учеб. пособие. - Киев, 1986 - 118 с.
5. Методика экономической оценки сельскохозяйственной техники: учеб. пособие для вузов / Н. С. Власов [и др.] ; под общ. ред. Н. С. Власов. - Минск, 1979 - 399 с.
6. Михеев, Д. А. Способы дражирования семян / Д. А. Михеев // Молодежь и инновации - 2013: материалы Меж-дунар. науч.-практ. конф. молодых ученых г. Горки, 29-30 мая 2013 г. - Горки, 2013. - С. 19-21.
7. Налоговый кодекс Республики Беларусь (особенная часть) от 29.12.2009 г. №71-3 [Электронный ресурс]. - 2014. - Режим доступа: http://www. lida-servis.by/files/10.doc. - Дата доступа: 9.01.2014.
8. Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь //закон Республики Беларусь от 29.06.2006 г. №138-3 [Электронный ресурс] - 2014 - Режим доступа: http:// www.vsavm.by/help5.doc. - Дата доступа: 9.01.2014.
9. Национальный статистический комитет Республики Беларусь // Часовая тарифная ставка рабочих [Электронный ресурс] - 2014 - Режим доступа: http://belstat.gov.by/.- Дата доступа: 9.01.2014.
10. Новиков, А. И. Эконометрика: учеб. пособие для вузов / А. И. Новиков. - 2-е изд. - М.: ИНФРА-М., 2007. -144 с.
11. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве: учеб. пособие / В. И. Черноиванов [и др.]. - 2-е изд. - Москва-Челябинск, 2003. - 992 с.
12. Устройство для дражирования семян: пат.9732 Респ. Беларусь. МПК А 01С1/06 / Д. А. Михеев, С. В. Курзенков, А. В. Червяков; заявитель Белорус. гос. с-х. академия. - № u 20130198; заявл. 01.03.2013; опубл. 30.12.2013 // Афщыйны бюл. / Нац. Центр штэлектуал. уласнасщ. - 2013. - № 6. - С. 145.
13. Червяков, А. В. Динамика движения капли связующей жидкости при ее отрыве с дискового распылителя в камере смешивания дражиратора /А. В. Червяков, С. В. Курзенков, Д. А. Михеев // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - №1. - С. 120-124.
14. Червяков, А. В. Динамика движения семенного материала по неподвижной цилиндрической части камеры дражиратора /А. В. Червяков, С. В. Курзенков, Д. А. Михеев // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. - №4. - С. 123-128.
УДК 636.085.622:636.086.15.001.5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РОТОРНО-ИМПУЛЬСНОГО КАВИТАЦИОННОГО ДИСПЕРГАТОРА ПРИ ОБРАБОТКЕ ПЛЮЩЕНОГО КОНСЕРВИРОВАННОГО ЗЕРНА КУКУРУЗЫ
А. В. ЧЕРВЯКОВ
ГНУ «Научно-исследовательский экономический институт Министерства экономики Республики Беларусь г. Минск, Беларусь, 220086
П. Ю. КРУПЕНИН
УО «Белорусская государственная орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия», г. Горки, Могилевская область, Беларусь, 213407
(Поступила в редакцию 19.01.2016)
Стратегической задачей в развитии животноводства является увеличение объемов производства молока, мяса и другой продукции путем повышения продуктивности животных и снижения себестоимости. Затраты на корма достигают 70 % от общей себестоимости животноводческой продукции. Это объясняется тем, что большинство сельскохозяйственных предприятий не имеют возможности производить качественные концентрированные корма на месте и вынуждены приобретать готовые комбикорма на специализированных предприятиях. Решением проблемы является организация хранения и переработки зернофуража непосредственно в хозяйствах. С этой точки зрения, энергосберегающая технология консервирования влажного плющеного зерна является весьма привлекательной.
Статья посвящена проблеме подготовки к скармливанию плющеного консервированного зерна кукурузы в условиях свиноводческих предприятий с жидким типом кормления. Определены основные требования к технологии производства жидких кормовых смесей на основе плющеного зерна. Рассмотрены перспективы повышения усвояемости кормов и предложена технология кавитационного диспергирования для углубленной переработки плющеного консервированного зерна кукурузы. Приведены результаты технологических исследований и выработаны рекомендации по эффективному использованию роторно-импульсного кавитационного диспергатора. Выполнен анализ влияния кавитационной обработки на биохимический состав кормовой смеси и продуктивность животных.
Ключевые слова: кукуруза, кавитационный, роторно-импульсный, диспергатор, технология плющения.
The strategic objective in the development of animal husbandry is an increase in production of milk, meat and other products, by increasing the productivity of animals and reducing costs. The cost offeed reach up to 70% of the total cost of livestock production. This is due to the fact that most agricultural enterprises are not able to produce quality concentrate feed on the spot and have to buy ready mixed fodder at specialized enterprises. The solution is to organize the storage and processing of grain forage directly on farms. From this point of view, energy-saving technology of canning wet rolled grain is very attractive.
