CC BY
52
УДК 631.171
Тончева Нина Николаевна
ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева»
Россия, Чебоксары1 Доцент, кандидат технических наук E-Mail: [email protected]
Белов Валерий Васильевич
ФГБОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия»
Россия, Чебоксары Профессор, доктор технических наук E-Mail: [email protected]
Самсонов Андрей Николаевич
ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева»
Россия, Чебоксары Доцент, кандидат технических наук E-Mail: [email protected]
Никитин Алексей Иванович
Волжский филиал ФГБОУ ВПО «Московского автомобильно-дорожного государственного
технического университета» Россия, Чебоксары Доцент
E-Mail: [email protected]
Аннотация: При производстве капусты важнейшими задачами являются сокращение потерь и снижение себестоимости продукции. Особенно большие потери капусты бывают при хранении. Важным условием повышения лежкости капусты является закладка кочанов на хранение без сильных механических повреждений. Повреждение кочанов капусты тесно связано с использованием механизированных способов уборки, позволяющих значительно повысить производительность труда.
Приведен анализ используемых в настоящее время технологий и технических средств для уборки капусты, в результате которого установлено, что основное влияние на повреждаемость кочанов оказывают большое количество транспортно-погрузочных операций
1 428000, г. Чебоксары, ул. К. Маркса, д.38
Щадящая уборка белокочанной капусты как способ повышения ее лежкости
известных способов уборки и несовершенство конструкций рабочих органов уборочных машин.
Предложен щадящий способ уборки капусты, обеспечивающий снижение повреждаемости кочанов в процессе их уборки, транспортирования с поля, и повышающий лежкость. Щадящий способ уборки капусты заключается в том, что кочаны укладывают в контейнеры без загрязнений и повреждений непосредственно на капустоуборочной машине и транспортируют в этих же контейнерах без перевалок до хранилищ. Для осуществления предлагаемого способа предложено техническое средство и приведена его конструктивно -технологическая схема.
Ключевые слова: Белокочанная капуста; повреждаемость; лежкость; механизация уборки; способ уборки; щадящая уборка; машина для уборки; конструктивно-технологическая
схема.
Идентификационный номер статьи в журнале 106ТУЫ214
В овощеводстве уборочные процессы являются достаточно трудоемкими. В этой связи в 80-х годах прошлого столетия были разработаны специальные комплексы машин для уборки белокочанной капусты, рассчитанные на крупное товарное производство, так как в то время овощи в основном выращивали в крупных специализированных хозяйствах. В годы реформ в условиях рыночных отношений произошли значительные структурные изменения в овощеводстве. Сложилась многоукладность форм собственности в сельскохозяйственном производстве, заметное развитие получили малые формы хозяйствования. Преобладающими в производстве овощей стали крестьянские (фермерские) хозяйства и хозяйства населения. Их удельный вес сейчас составляет более 80% от общего объема производства овощей.
Белокочанная капуста является наиболее распространенной овощной культурой, занимая наибольший удельный вес в структуре овощных посевов в крестьянских (фермерских) хозяйствах. До 50 % производства капусты сосредоточено в Северо-Западных и Центральных областях Нечерноземной зоны. Капуста является одной их самых употребляемых в зимний период времени овощей, поэтому очень важно повысить ее лежкость. Повышение лежкости белокочанной капусты является важнейшим условием снижения потерь и увеличения себестоимости единицы продукции. Для повышения лежкости белокочанной капусты необходима закладка кочанов на хранение без сильных механических повреждений. Использование механизированных способов уборки и транспортирования капусты увеличивает процент повреждений. Поэтому процесс механизированной уборки и транспортирования с поля необходимо организовать таким образом, чтобы капусту с наименьшими повреждениями заложить на хранение.
Таким образом, разработка механизированного способа уборки капусты, обеспечивающего снижение повреждаемости кочанов в процессе их уборки, транспортирования с поля, и повышающего лежкость является актуальной задачей.
Рассмотрим подробнее, какие технологии и технические средства для уборки капусты находят применение в настоящее время. В 1980-ые годы разработаны технические средства для частично механизированной, двухфазной, поточной, комбайновой технологий уборки капусты, которые использовались в крупных специализированных хозяйствах с посевными площадями более 200-300 тыс. га.
Одной из простейших и широко известных технологий является частично механизированная с применением средств малой механизации: транспортеров и платформ. Платформы ПОУ-2, НПСШ-12А, ТТП-12 применяют как на выборочной уборке капусты ранних и среднеспелых сортов, так и на сплошной уборке среднеспелых и поздних сортов, транспортеры ТН-12, ТШП-25, ТПО-50 - преимущественно на сплошной уборке [10]. При этом основные уборочные операции (рубка кочанов и очистка их до товарного вида) выполняют вручную, механизирована операция погрузки в сопутствующее транспортное средство. Данная технология отличается низкой производительностью и высокими трудозатратами и требует значительного количества рабочих. Однако число работников в крестьянских (фермерских) хозяйствах ограничено, оно определяется в большинстве случаев лишь количеством трудоспособных членов семьи фермера.
При двухфазной технологии уборки капусты механизированы операции срезки, погрузки и выполняются двумя специальными машинами: уборочной и погрузочной. Научно -исследовательским институтом сельскохозяйственного машиностроения им. В.П. Горячкина ОАО «ВИСХОМ» совместно с Головным специализированным конструкторским бюро по машинам для овощеводства для двухфазной технологии уборки капусты разработан комплекс специальных машин, состоящий из навесного двухрядного укладчика капусты УКВ-6 и навесного погрузчика позиционного типа ПКП-2 [7,9]. При последовательных проходах двухрядного укладчика УКВ-6 кочаны капусты, срезанные в нескольких рядках, укладываются в один валок. Рабочие вручную выбирают стандартные кочаны из валков и
укладывают их на продольные транспортеры погрузочной машины ПКП-2. Двухфазная технология отличается простотой организации уборочных работ. Вместе с тем имеет место сильное загрязнение продукции почвой (число кочанов с загрязненными листьями достигает до 70%), а также требует значительного количества рабочей силы.
В 70-80 г.г. прошлого столетия разработана поточная технология уборки капусты с применением капустоуборочных машин и стационарных или подвижных пунктов доработки. Поточная технология уборки капусты предусматривает получение товарных кочанов в два этапа: машина убирает весь биологический урожай, а дорабатывается и сортируется продукция на стационарном (или передвижном) пункте. Поточная технология позволяет механизировать не только операцию срезки, но и погрузки, отгрузки и закладки на хранение или реализацию стандартной продукции.
Специалистами Северо-Западного научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии для поточной технологии уборки капусты разработана прицепная двухрядная капустоуборочная машина МКП-2 со шнековыми рабочими органами, агрегат для отвозки вороха в контейнерах, а также различные по конструкции экспериментальные пункты доработки капусты [1, 15]. Машина МКП-2 удовлетворительно работает на уборке всех сортов капусты. Однако при перемещении кочанов в режущем аппарате выравнивающие и транспортирующие шнеки взаимодействуют с кочанами и повреждают их. Кроме того, аппараты часто забиваются ворохом капусты, имеют низкую техническую надежность.
Для поточной технологии Научно-исследовательским институтом овощного хозяйства совместно с Головным специализированным конструкторским бюро по машинам для овощеводства разработаны машина УКМ-2 и линии доработки капусты УДК-30 (УДК-30-01) [2, 8]. Машина обеспечивает срезку и погрузку кочанов капусты в автомобили, тракторные или автомобильные прицепы и отличается простотой и рациональной технологической схемой, имеет небольшие размеры и массу. Однако поступающий от нее на линию доработки ворох капусты содержит до 30% свободных листьев и значительное количество поврежденных кочанов, что связано с малоэффективной работой срезающего аппарата.
Для поточной технологии в бывшей ГДР комбинатом «Gartenbautechnik» разработана прицепная однорядная машины Е804А со сменными рабочими органами в двух модификациях, используемая на уборке кочанной и цветной капусты, а также капусты кольраби [11]. Хорошие агротехнические показатели указанной машины обеспечиваются лишь на плантациях с выровненными по размеру кочанами и прямостоящей кочерыгой.
Применение поточной технологии уборки белокочанной капусты не может быть осуществлено в крестьянских (фермерских) хозяйствах, так как экономический эффект при уборке данной технологией обеспечивается при выращивании капусты на площади не менее 70-80 га и наличии хранилищ рядом с линией доработки. Также имеет место высокая потребность в тракторах и прицепах для перевозок вороха капусты от машины на стационарный пункт и больших капитальных вложений для строительства и оснащения оборудованием стационарного пункта. Кроме того, имеет место высокий уровень повреждений стандартных кочанов из-за большого количества транспортно-погрузочных операций и несовершенства конструкций рабочих органов машин, созданных для данного способа.
Количество транспортно-погрузочных операций сокращается при комбайновой технологии, которая предусматривает уборку капусты с доведением кочанов до товарного вида на комбайне, погрузку товарных кочанов в сопутствующее транспортное средство. После заполнения кузова кочанами транспортное средство с поля буксируют на проезжую
часть дороги и направляют в хранилище, где кочаны с машины разгружают и укладывают в контейнеры и устанавливают на длительное хранение.
При уборке капусты комбайновой технологией в нашей стране в течение многих лет использовали комбайн МСК-1, разработанный Научно-исследовательским институтом сельскохозяйственного машиностроения им. В.П. Горячкина ОАО «ВИСХОМ» совместно с Головным специализированным конструкторским бюро по машинам для овощеводства в конце 70-х годов. Всего было выпущено полторы тысячи комбайнов, в начале 80-х годов выпуск их приостановили из-за конструктивных недостатков режущего аппарата: часто забивался, к тому же повреждал до 70% кочанов, особенно на высокоурожайных полях и с низким агрофоном [3]. В модернизированном однорядном комбайне МСК-1М, созданном Научно-исследовательским институтом овощного хозяйства, учтены указанные недостатки: вместо режущего аппарата шнекового типа был поставлен рабочий орган клавишного типа [4,
В данной машине предусмотрено отделение листьев капусты от товарных кочанов вальцовым листоотделителем в технологическом переходе от переборочного стола к погрузочному элеватору. Однако в листоотделителе подрезанные листья капусты, находящиеся на кочане, не попадают в зазор между вальцом и полотном переборочного транспортера, а проходят вместе с товарными кочанами в кузов транспортного средства.
В рамках российско-белорусской программы союзного государства в ОАО «Рязсельмаш» разработан и изготовлен капустоуборочный двухрядный комбайн УКМ-2Л на базе капустоуборочной машины УКМ-2 [6]. Опытный образец был представлен на испытания в 2007 году. В отличие от УКМ-2 в комбайне УКМ-2Л предусмотрены рабочие места по доработке вороха, выделению свободного листа и поврежденных кочанов, вместе с тем имеет место значительный процент повреждаемости кочанов из-за их сложного маршрута перемещения (несколько раз изменяется направление движения кочанов).
Навесной комбайн МК-1000 с площадкой для контейнера компании «Ава-Ый» (Дания) имеет простую конструкцию, удобна в эксплуатации [5]. Платформа для инспектирующих -на два рабочих места, площадка - на два контейнера. Комбайн не требует значительного количества рабочих, однако в крестьянских (фермерских) хозяйствах с небольшими посевными площадями капусты применение дорогостоящих комбайнов иностранных фирм экономически не выгодно.
Анализ технологий и технических средств для уборки капусты позволяет констатировать, что современное состояние механизированной уборки требует перспективного подхода и разработки щадящего способа, а также технического средства для его реализации, которые позволяют снизить механическую повреждаемость и лежкость капусты.
В данной работе предлагается щадящий способ уборки капусты, при котором кочаны укладывают в контейнеры без загрязнений и повреждений непосредственно на капустоуборочной машине и транспортируют в этих же контейнерах без перевалок до хранилищ. Для осуществления вышеупомянутого способа предлагается использовать универсальную машину для уборки овощей модификации сплошной уборки в щадящем режиме поздних сортов капусты в контейнеры [14]. Базовый блок 3 универсальной машины для уборки овощей модификации сплошной уборки поздних сортов капусты в контейнеры комплектуется режущим аппаратом 1 с сепарирующим устройством 2, платформой для контейнера 5, технологической площадкой 4 (рис.). В ней усовершенствовано устройство для отделения сопутствующих примесей, позволяющее снизить механическую повреждаемость кочанов капусты и повысить эффективность процесса сепарации [13].
12].
5
\4_ \3_ \2_
Рисунок. Конструктивно-технологическая схема универсальной машины для уборки овощей модификации щадящей уборки капусты в контейнеры
Технологический процесс работы универсальной машины модификации сплошной уборки поздних сортов капусты в контейнеры осуществляется следующим образом. Перед началом уборки пустые контейнеры раскладываются по полю на расстоянии один от другого, зависящем от урожая и определяемом предварительно. При движении машины по полю ее режущий аппарат 1 выравнивает отклонившиеся и полеглые кочаны, срезает и подает их к сепарирующему устройству 2, где производится отделение свободных зеленых листьев. После этого кочаны поступают на транспортер-обрезчик универсального базового блока 3, где рабочие, стоящие на технологической площадке 4, отделяют несозревшие, нетоварные и пораженные болезнями кочаны и выбрасывают их на землю, а доработанные до товарного вида - в контейнеры, установленные на платформе 5 универсальной уборочной машины. По мере заполнения контейнеры разгружаются, не останавливая процесс уборки урожая, при помощи простых гидравлических функций. Затем контейнеры с кочанами капусты грузят в транспортное средство и отвозят в хранилище для долговременного хранения. При доставке кочанов капусты в контейнерах к месту хранения сохраняется товарный вид продукции.
На наш взгляд, предложенный способ уборки капусты в щадящем режиме в контейнеры и техническое средство для его реализации обеспечат снижение повреждаемости кочанов в процессе их уборки, транспортирования с поля и повышение ее лежкости.
ЛИТЕРАТУРА
1. Балаев, Т.Б. Поточная технология уборки капусты [Текст] /Т.Б. Балаев, А.А. Попов, Н.В. Романовский //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1988. - №10. - С14-16.
2. Вольф, А.И. Как модернизировать машину УКМ-2 [Текст] /А.Н. Вольф, Н.И. Тихонов //Картофель и овощи. - 1992. - №4. - С. 9-11.
3. Капуста белокочанная. Технология промышленного производства [Текст]. - М.: ВО Агропромиздат, 1988. - 77с.
4. Кацанов, С.Г. Модернизированный капустоуборочный комбайн [Текст] /С.Г. Кацанов, Н.И. Тихонов //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1993. - №11. - С.13-14.
5. Комбайн для уборки карсты МК-1000 [Электронный ресурс]. URL:http://www.agros.su/katalog/uborka/ (дата обращения 18.02.2010).
6. Комбайн капустоуборочный двухрядный УКМ -2Л [Электронный ресурс]. URL: http://www.xn--80aaahd8bzaihcj.xn--p1ai/product/view/147/1052.html (дата обращения: 12.03.2010)
7. Крутских, Б. Машины для уборки капусты [Текст] /Б. Крутских, Л. Григорьев //Техника в сельском хозяйстве. - 1974. - №9. - С. 21-25.
8. Крутских, Б.Н. Механизированная технология возделывания уборки [Текст] /Б.Н. Крутских //Картофель и овощи. - 1985. - №6. - С.13-15.
9. Майковский, И.А. Направление развития конструкций технических средств уборки кочанной капусты (отечественный и зарубежный опыт): обзор информ. [Текст] /И.А. Майковский, П.С. Попов //ЦНИИЭТИ Тракторсельхозмаш. Сер. Сельскохозяйственные машины, агрегаты и узлы. - М., 1976. - 48 с.
10. Петров, Г.Д. Механизация возделывания и уборки овощей [Текст] /Г.Д Петров, П.В. Бекетов. - М.: Колос, 1983. - 287 с.
11. Прохорова, М.Ф. Механизированная уборка овощей за рубежом: обзор. информ. [Текст] /М.Ф. Прохорова, Р.С. Суханова //ВНИИТЭИсельхоз ВАСХНИЛ. Сер. Механизация и электрификация сельского хозяйства.- Москва. - 1981. - С. 29 -39.
12. Тихонов, Н.И. Однорядный капустоуборочный комбайн [Текст] /Н.И. Тихонов //Картофель и овощи. - 1984. - №9. - С.14-5.
13. Тончева, Н.Н. Результаты производственных исследований малогабаритного капустоуборочного комбайна с усовершенствованным сепарирующим устройством //Повышение эффективности механизации сельскохозяйственного производства: материалы всерос. науч.- практ. конф. (г. Чебоксары, октябрь 2011 г.). - Чебоксары: ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА», 2011. - С. 223 - 226.
14. Тончева, Н.Н. Универсальная машина для уборки овощей //Научный журнал «Вестник БГАУ». - 2012. - №3. - С. 56-59.
15. Федоров, В.А. Механизированная уборка капусты [Текст] /В.А. Федоров, Н.А. Цысь, Н.В. Романовский, Н.Н. Романовский, В.Ф. Шурыгин //Техника в сельском хозяйстве. - 1979. - №10. - С. 18-20.
Рецензент: Максимов Евгений Альбертович, первый заместитель генерального директора -коммерческий директор, ОАО «Чувашагрокомплект», кандидат технических наук.
Nina Toncheva
Chuvash state pedagogical University. IA Yakovleva
Russia, Cheboksary E-Mail: [email protected]
Valery Belov
Chuvash state agricultural Academy Russia, Cheboksary E-Mail: [email protected]
Andrey Samsonov
Chuvash state pedagogical University. IA Yakovleva
Russia, Cheboksary E-Mail: [email protected]
Aleksei Nikitin
Volzhsky branch of Moscow state automobile and road technical University
Russia, Cheboksary E-Mail: [email protected]
Sparing cleaning of cabbage as a way of increasing
its long-term storage
Abstract: In the production of cabbage major objectives are to reduce losses and reduce production costs. Particularly large losses of cabbage are in storage. An important condition for improving long-term storage of cabbage is the laying of the heads of storage without strong mechanical damage. Damage cabbage heads are closely linked with the use of mechanized methods of cleaning, which allows to significantly raise labour productivity.
The analysis of currently used technologies and the equipment for cleaning of cabbage, which established that the main impact of damaging Kochanov have a large number of handling operations known methods of cleaning and imperfection of working parts of harvesting machines.
Proposed gentle way of harvesting cabbage, ensuring the reduction of damage to the ears in the process of harvesting, transportation from the field, and improve storability. Sparing method of harvesting cabbage is that the heads are placed in containers without soiling and damage directly on kapustouborochnye car and transported in the same containers without transshipments the vaults. For the implementation of the proposed method proposed technical means and given its constructive-technological scheme.
Keywords: Cabbage; damaging; long-term storage; mechanization of harvesting; cleaning; gentle cleaning; cleaning machine; constructive-technological scheme.
Identification number of article 106TVN214
REFERENCES
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10. 11.
12.
13.
14.
Balaev, T.B. Potochnaja tehnologija uborki kapusty [Tekst] /T.B. Balaev, A. A. Popov, N.V. Romanovskij //Mehanizacija i jelektrifikacija sel'skogo hozjajstva. - 1988. -№10. - S14-16.
Vol'f, A.I. Kak modernizirovat' mashinu UKM-2 [Tekst] /A.N. Vol'f, N.I. Tihonov //Kartofel' i ovoshhi. - 1992. - №4. - S. 9-11.
Kapusta belokochannaja. Tehnologija promyshlennogo proizvodstva [Tekst]. - M.: VO Agropromizdat, 1988. - 77s.
Kacanov, S.G. Modernizirovannyj kapustouborochnyj kombajn [Tekst] /S.G. Kacanov, N.I. Tihonov //Mehanizacija i jelektrifikacija sel'skogo hozjajstva. - 1993. -№11. - S.13-14.
Kombajn dlja uborki kapysty MK-1000 [Jelektronnyj resurs]. URL:http://www.agros.su/katalog/uborka/ (data obrashhenija 18.02.2010).
Kombajn kapustouborochnyj dvuhrjadnyj UKM -2L [Jelektronnyj resurs]. URL: http://www.xn--80aaahd8bzaihcj.xn--p1ai/product/view/147/1052.html (data
obrashhenija: 12.03.2010)
Krutskih, B. Mashiny dlja uborki kapusty [Tekst] /B. Krutskih, L. Grigor'ev //Tehnika v sel'skom hozjajstve. - 1974. - №9. - S. 21-25.
Krutskih, B.N. Mehanizirovannaja tehnologija vozdelyvanija uborki [Tekst] /B.N. Krutskih //Kartofel' i ovoshhi. - 1985. - №6. - S.13-15.
Majkovskij, I.A. Napravlenie razvitija konstrukcij tehnicheskih sredstv uborki kochannoj kapusty (otechestvennyj i zarubezhnyj opyt): obzor inform. [Tekst] /I.A. Majkovskij, P.S. Popov //CNIIJeTI Traktorsel'hozmash. Ser. Sel'skohozjajstvennye mashiny, agregaty i uzly. - M., 1976. - 48 s.
Petrov, G.D. Mehanizacija vozdelyvanija i uborki ovoshhej [Tekst] /G.D Petrov, P.V. Beketov. - M.: Kolos, 1983. - 287 s.
Prohorova, M.F. Mehanizirovannaja uborka ovoshhej za rubezhom: obzor. inform. [Tekst] /M.F. Prohorova, R.S. Suhanova //VNIITJeIsel'hoz VASHNIL. Ser. Mehanizacija i jelektrifikacija sel'skogo hozjajstva.- Moskva. - 1981. - S. 29 - 39.
Tihonov, N.I. Odnorjadnyj kapustouborochnyj kombajn [Tekst] /N.I. Tihonov //Kartofel' i ovoshhi. - 1984. - №9. - S.14-5.
Toncheva, N.N. Rezul'taty proizvodstvennyh issledovanij malogabaritnogo kapustouborochnogo kombajna s usovershenstvovannym separirujushhim ustrojstvom //Povyshenie jeffektivnosti mehanizacii sel'skohozjajstvennogo proizvodstva: materialy vseros. nauch.- prakt. konf. (g. Cheboksary, oktjabr' 2011 g.). - Cheboksary: FGOU VPO «Chuvashskaja GSHA», 2011. - S. 223 - 226.
Toncheva, N.N. Universal'naja mashina dlja uborki ovoshhej //Nauchnyj zhurnal «Vestnik BGAU». - 2012. - №3. - S. 56-59.
Fedorov, V.A. Mehanizirovannaja uborka kapusty [Tekst] /V.A. Fedorov, N.A. Cys', N.V. Romanovskij, N.N. Romanovskij, V.F. Shurygin //Tehnika v sel'skom hozjajstve. - 1979. - №10. - S. 18-20.
