CC BY
164
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
УДК 631.362.7
В. М. МОГИЛЬНИЦКИЙ, канд. техн. наук;
А. Н. ПЕРЕКОПСКИЙ, канд. техн. наук
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ МЕХАНИЗАЦИИ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ РЕГИОНЕ РФ
Представлены научные исследования и результаты работы послеуборочной обработки семян трав: сушка, очистка и технологическое проектирование. Проанализированы и предложены сушильно-очистительные пункты, обеспечивающие поточную обработку семян многолетних трав и повышение выхода кондиционных семян из вороха на 10-15%, выявлены их преимущества и недостатки.
Впервые на систему производства семян многолетних трав в нашей стране было обращено внимание в 60-х годах прошлого столетия. Первоначально, и это определялось постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 апреля 1960 г. «Об улучшении семеноводства зерновых, масличных культур и трав», установили порядок, согласно которому все колхозы и совхозы были обязаны сами производить семена трав в объемах, полностью удовлетворяющих их потребности. Однако это мероприятие не привело к желаемым результатам, поэтому уже с 1966 г. стали создаваться специализированные семеноводческие хозяйства [1, 2].
В условиях Северо-Западного региона РФ, где вследствие неблагоприятных метеорологических условий семена многолетних трав в период уборки имеют повышенную (до 30%) влажность, большое внимание должно быть уделено вопросам послеуборочной обработки семян и особенно их сушке.
Наиболее простой способ - сушка на площадках и последующая предварительная очистка с удалением грубых примесей. В этом случае площадки соединяются с теплогенератором и в слой вороха подается подогретый воздух. Площадка одновременно служит резервной емкостью для сглаживания неравномерного потока. При этом толщина слоя вороха на площадке устанавливается в зависимости от начальной влажности семян и температуры подаваемого воздуха. Если
26
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
_________ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2012. Вып. 83._______
начальная влажность свыше 28%, а температура достигает 20-25°С (выше температуры окружающей среды), то слой должен быть не более 30 см. Таким образом уменьшается вместимость площадок, и соответственно требуется увеличение их количества.
Часто практиковался и практикуется такой способ первичной обработки, при котором влажный засоренный ворох накапливают на площадках принудительного вентилирования, затем его предварительно очищают и сушат в высокотемпературных сушилках. Хранение влажного вороха при вентилировании неподогретым воздухом позволяет создавать слой до 1-1,2 м. Благодаря этому, потребность в площадках значительно меньше, чем при первом способе. Кроме того, продолжительное хранение при вентилировании воздухом с температурой 20-25°С способствует послеуборочному дозреванию вороха, снижению содержания поверхностной влаги и улучшению условий для последующей его обработки. Такая технология обработки обеспечивает снижение затрат топлива и капитальных вложений на строительство площадок для приема вороха.
Любая из рассматриваемых технологий включает прием влажного засоренного вороха на площадки, хотя с точки зрения механизации процесса желательно было бы приспособить для этого бункера. Кроме того, если предварительную очистку применить в самом начале процесса, то значительно облегчится дальнейшая обработка вороха и сэкономится до 20-30% топлива, затрачиваемого бесполезно на сушку отходов. Однако попытки применить бункера для влажного засоренного вороха семян многолетних трав успеха пока не имели [3].
Кроме указанных способов первичной обработки вороха, в практике может встретиться способ с применением хранения влажного вороха без вентилирования. При этом тонкий слой 10-12 см на деревянном или бетонном полу часто перелопачивается. Этот способ временного хранения наиболее примитивен, требует больших площадей и затрат ручного труда, кроме того, он не гарантирует сохранения всхожести семян [3].
Рассмотренные варианты приемлемы в основном для обработки семян злаковых трав. На бобовых, в частности на семенах клевера, в технологическую схему добавляют еще дополнительную операцию -вытирание. При этом ворох предварительно высушивают до влажности 17-18%.
27
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
Лучшей возможностью получить чистые семена является выращивание культуры без сорняков. Затраты на такое выращивание всегда окупятся, так как подчас при выделении трудноотделимых семян теряется до 50% урожая.
С конца 1960-х годов в нашем институте активно начались исследования технологических особенностей послеуборочной обработки семян многолетних трав, в основном, сушки, очистки, а также началось технологическое проектирование. Этими вопросами занимались В.Г. Антипин, Ф.Н. Эрк, А.Е. Иванов, А.Т. Ромашова, Н.М. Митрофанов, Г.П. Тиунцев, затем подключились Г.Е. Исаев (по решетной очистке), В.И. Гуревич (по разделению семян на пневмостоле), В.В. Са-муйло (по технологии предварительной обработки) и другие специалисты [1, 2, 3].
В условиях специализации производства семян многолетних трав выявилась необходимость в создании специальных пунктов сушки и очистки семян трав. До этого в связи с небольшими объемами получаемых в каждом хозяйстве семян было экономически нецелесообразно устанавливать специальные линии их обработки. Семена обрабатывали на имеющихся в хозяйствах зерноочистительных машинах и даже вручную, что приводило к большим потерям. Кроме того, значительная часть семян высевалась некондиционными по чистоте, вследствие чего снижался урожай трав.
С началом специализации производства семян трав в семеноводческих хозяйствах начался процесс создания специальных линий и пунктов для послеуборочной обработки. При создании этих пунктов проявились две тенденции. Вначале создавались пункты, технология которых включала полный цикл обработки семян, т. е. прием, сушку, предварительную и окончательную очистку и сортирование. Однако, несмотря на оснащение техникой, качество семян значительно не улучшилось и затраты труда на обработку семян не сократились. Это было связано с тем, что практически невозможно создать во всех хозяйствах необходимый для очистки семян набор машин и подготовить для их обслуживания достаточно квалифицированные кадры.
Чтобы улучшить послеуборочную обработку семян, стал применяться такой способ, при котором в хозяйствах только сушили и предварительно очищали семена от грубых примесей, а окончательную очистку и сортирование семян производили на специализирован-
28
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
_________ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2012. Вып. 83.______
ных пунктах очистки. Одной из первых на такую систему обработки семян перешла Ленинградская область.
Одним из первых таких пунктов является пункт очистки семян трав, построенный в 1969 г. по проекту НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР в совхозе им. Ленина Волосовского района Ленинградской области [3]. Все оборудование пункта было расположено в одноэтажном отапливаемом здании длиной 36 м и шириной 12 м. На пункте были оборудованы две поточные линии, одна из которых включала зерноочистительную машину ОС-4,5А для первичной очистки семян, машину «Петкус-Селектра» К-218/1 и блок триеров К-553. Вторая линия составлена из машины ОС-4,5А, двух последовательно стоящих машин «Петкус-Гигант» К-531/1 и блока триеров К-553. Пункт был рассчитан на очистку 800 т семян за сезон, однако фактическая его производительность достигала 1400 т за сезон.
В помещении пункта была оборудована лаборатория для анализа семян на чистоту и влажность. Обслуживали пункт один мастер и двое подсобных рабочих. Пункт работал в две смены с июля по апрель.
Специализированным пунктом пользовались более 50 хозяйств области по графику, составленному областным управлением сельского хозяйства. Колхозы и совхозы привозили семена и после очистки получали их с полным анализом качества, выдаваемым районной контрольно-семенной инспекцией. Плата за очистку зависела от ее качества.
Опыт работы специализированного пункта показал высокую его эффективность. Так, если в 1968 г. в хозяйствах области 41% высеянных семян были некондиционными по чистоте, то в последующие годы качество высеянных некондиционных семян не превышало 10%.
Вследствие высокопроизводительного и правильного использования машин на пункте повысился выход семян из вороха на 10%, что обеспечивало экономический эффект порядка 250 тыс. руб. за сезон.
На основании опыта проектирования и эксплуатации пунктов очистки семян многолетних трав в 1977 г. Белгипросельхоз совместно с НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР, ВИМ и ВИК разработал типовые проекты заводов очистки семян с двумя и четырьмя поточными линиями производительностью по 0,5 т/ч (812-03-2; 812-03-4).
29
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР для совхоза «Красная Балтика» Ломоносовского района Ленинградской области разработал в 1976 г. проект пункта предварительной обработки вороха с двумя поточными линиями производительностью 2 т/ч. Технологическая схема поточной линии представлена на рис. 1.
Рис. 1. Технологическая схема пункта предварительной обработки семян многолетних трав:
1 - площадка принудительного вентилирования; 2 - вентилятор; 3, 16 - зернопогрузчики ЗПС-60; 4, 13, 15, 18 - ленточные транспортеры; 5 - наклонный транспортер; 6 - бункер-дозатор; 7, 9, 11, 14 -нория; 8 - машина предварительной очистки К-523; 10 - сушилка ССТ-1; 12 - бункер-накопитель; 17 - закром склада; 19 - пневмотранспортер; 20 - бункер отходов; 21 - теплогенератор
Особенность пункта в том, что при наладке работы сушилки, когда не обеспечивается снижение влажности в нужных пределах, ворох транспортером 13 может быть направлен на повторную сушку в норию 9 и затем на сушилку 10. Если из сушилки выходит кондиционный по влажности ворох, то он транспортером 13 подается через норию 14 и транспортер 18 в любой из отсеков склада 17.
30
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
_________ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2012. Вып. 83.______
Все оборудование двухлинейного пункта было смонтировано в трех основных помещениях: приемном, сушильно-очистительном и складе. К основным помещениям примыкали два отделения теплогенераторов, электрощитовые, комната мастера, лаборатория, кладовая, мастерская и диспетчерская. Помещения были смонтированы в моноблок длиной 54 м и шириной 43 м. Вместимость приемного отделения при толщине слоя вороха 1 м составляла 440 м3. Режим работы пункта был трехсменный, количество обслуживающего персонала в смену 5-6 человек. Вместимость хранилища при высоте слоя семян 2,5 м 850 м3. На пункте за сезон могло быть обработано 500 т вороха (с 1000 га семенников трав) с получением 300 т высушенных семян.
Интересен опыт проектирования пункта обработки вороха семян трав с механизированными напольными сушилками для совхоза «Гомонтово» Ленинградской области. Технологическая схема пункта представлена на рис. 2.
Ворох, привезенный с поля, подавался на загрузчик АВМ-1,5; загрузчик с помощью наклонного транспортера 2 подавал его на ленточный транспортер 3. К сбрасывающей тележке ленточного транспортера прикреплен скребковый транспортер 4, длина которого равна ширине сушилки. Этот транспортер мог продвигаться вдоль сушилки по рельсовому пути, перемещая за собой сбрасывающую тележку ленточного транспортера. При загрузке сушилки ленточный транспортер 3 подает ворох на скребковый транспортер 4, который верхней ветвью транспортирует ворох до края сушилки 5, а нижней расстилает его по ней заданным по толщине слоем (определяемым высотой установки транспортера). При движении скребкового транспортера вдоль сушилки она загружается равномерным слоем вороха. Сушка вороха на напольной сушилке осуществляется при продувании через него горячего воздуха от воздухоподогревателя ВПТ-600 6. При разгрузке с сушилки высушенного вороха подвесной скребковый транспортер 4 опускается и при движении вдоль сушилки подает ворох на установленный ниже уровня поверхности сушилки ленточный транспортер 7.
31
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
2
Рис. 2. Технологическая схема пункта предварительной обработки семян многолетних трав (совхоз «Гомонтово» Ленинградской области):
1 - загрузчик вороха агрегата ABM-1,5; 2 - наклонный транспортер; 3, 7, 8 - ленточные транспортеры; 4 - подвесной скребковый транспортер: 5 - напольная сушилка; 6 - теплогенератор ВПТ-600; 9 - нория; 10 - бункер для затарки в мешки; 11 - ворохоочиститель ОВП-20; 12 — бункер-накопитель
По данному проекту были построены комплексы в Московской и Рязанской областях. Изготавливалось сушильное оборудование на Псковском ОКПТБ.
В 1980-е годы в основном в нашем институте разрабатывались проекты по модернизации существующих пунктов обработки семян трав. Большое внимание было также уделено всей технологии производства семян трав от подготовки почвы для посева до окончательной обработки ведущими учеными данного направления в СССР Ф.Н. Эрком, А.Е. Ивановым и Н.М. Митрофановым [3].
32
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2012. Вып. 83.
В настоящее время планирование продукции животноводства, а следовательно, и развитие кормопроизводства сельскохозяйственные организации ведут в основном самостоятельно. В каждой организации применительно к своим условиям разрабатывается программа развития семеноводства многолетних трав с учетом рекомендаций научноисследовательских учреждений и потребности в семенах для создания рационального травяного конвейера [4].
Для формирования в отдельно взятой сельскохозяйственной организации сырьевого и зеленого травяного конвейера главным лимитирующим фактором проведения посева многолетних трав на пашне и перезалужения сенокосов и пастбищ является отсутствие семян многолетних злаковых и бобовых трав.
В специализированных хозяйствах возможны два варианта организации семеноводства [5]:
1. Специализация каждого хозяйства на производстве трав одного вида. Такой способ размещения семенников полностью снимает проблему видового и сортового засорения, позволяет довести до совершенства все процессы. Серьезный довод против такой организации - недостаточная отработанность агротехники возделывания трав некоторых видов и неустойчивость урожаев семян клевера в СевероЗападном регионе РФ.
2. Специализация хозяйства на производстве семян трав нескольких видов с разными сроками сева и уборки. Это дает возможность лучше использовать разнообразие почв в хозяйстве и работу на-секомых-опылителей клевера, так как клевер разных видов цветет в разное время. Такой вариант позволяет более рационально эксплуатировать уборочную и сушильно-сортировальную технику в течение всего лета и осени. Учитывая опасность видового засорения, нежелательно совмещать в одном хозяйстве виды с трудноотделимыми друг от друга семенами и одновременными сроками созревания. Подобный вариант наиболее приемлем для начального периода работы семеноводческих хозяйств. По мере углубления специализации, накопления опыта и укрепления материальной базы не исключена возможность перехода к первому варианту.
Высококачественная послеуборочная обработка семян трав с наименьшими затратами труда и средств возможна только при использовании специальных пунктов и поточных технологических линий. Однако с 1990-х годов большинство сельскохозяйственных организа-
33
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
ций не уделяли должного внимания семенам трав по ряду объективных причин. Но в последнее время невозможно получать высокие надои без высококачественных травяных кормов [4].
В 2000 году ведущие ученые отрасли кормопроизводства Н.А. Селина, И.С. Шить, И.А. Тихомирова, В.М. Могильницкий с привлечением широкого круга других специалистов в нашем институте разработали «Региональную целевую комплексную программу интенсификации кормопроизводства «Корма» Ленинградской области на 2000-2005 гг.» [4] и аналогичную программу для Вологодской области. В программах уделено внимание и вопросам обработки семян трав. В соответствии с программой в Ленинградской области определены семеноводческие предприятия и разработаны нашим институтом проектно-технологические решения пунктов послеуборочной обработки семян трав для ЗАО «Скреблово», ГПЗ «Новоладожский», ЗАО «Волховский».
Пункт послеуборочной обработки на базе карусельной сушилки в ГПЗ «Новоладожский» построен в 2005 году (рис. 3).
Рис. 3. Технологическая схема пункта послеуборочной обработки семян трав ГПЗ «Новоладожский»:
1 - приемный транспортер; 2 - сушилка; 3 - клеверотерка; 4 - бункер; 5 - ворохоочиститель; 6 - семяочистительная машина; 7- блок триерных цилиндров
Поступающий от комбайна ворох семян из транспортных средств выгружается на приемные транспортеры 1 карусельной сушилки СКМ-0,5 2. В сушильной камере ворох семян трав просушивается теплоносителем от теплогенератора. Материал, достигший в нижнем слое кондиционной влажности, выгружается фрезой разгрузочного устройства на транспортер выгрузной. Из транспортера выгрузного ворох семян подается в норию, из нории ворох через распре-
34
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2012. Вып. 83.
делитель загружается в бункер 4, или в терку 3 в зависимости от обрабатываемого материала. Из бункера или после обработки на терке К-310 ворох семян загружается в лоток, откуда подается на предварительную очистку в ворохоочиститель ОВС-25 5.
Прошедший предварительную очистку ворох транспортером-разгрузчиком ОВС-25 подается в загрузочный бункер семяочисти-тельной машины К-218 6. Прошедшие очистку семена трав на ветрорешетной машине К-218 подают в норию, которая перегружает в триерный блок К-553 7. Очищенные на триере семена собирают в мешки и складируют в хранилище.
Обслуживают пункт оператор и два рабочих, занятых на упаковке семян в мешки.
Комплексная механизация в данном случае позволяет исключить тяжелый труд и обеспечить высокую пропускную способность (до 1 т/ч) технологической линии. Сезонная производительность составит около 70 т семян, в том числе и бобовых трав.
Усовершенствованная сушилка СКМ может быть установлена в существующие здания ангарного типа или с пролетами между колоннами 6 м. Все оборудование установлено выше нулевой отметки, что исключает возможность подтопления грунтовыми водами.
Аналогичная технологическая схема и применяемое оборудование использовались при строительстве пункта в ЗАО «Волховское» в 2004 году. В ЗАО «Волховское» в 2007 году, например, получено более 30 т семян трав (тимофеевка, овсяница), что составило 1/10 областного объема производства.
В 2006 году разработаны рекомендации по производству семян многолетних трав в условиях Ленинградской области, где отражены вопросы и особенности технологии производства, уборки и послеуборочной обработки семян [5]. В организациях и семеноводческих хозяйствах, где внедрены изложенные в рекомендациях конкретные мероприятия по специализации производства семян многолетних трав, урожайность семян трав повысилась до 60%. В спецсемхозах рекомендуется вести работу по улучшению материально-технической базы, совершенствованию технологии и механизации возделывания трав, специализации послеуборочной обработки семян, а также по корректировке и освоению семеноводческих севооборотов. При обработке на специализированном пункте выход кондиционных семян из вороха повышается на 10-15%. Комплексный подход к организации произ-
35
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
водства семян многолетних трав дает не только прямой экономический эффект для хозяйств, выращивающих семена, но и обеспечивает в целом, наряду с другими мероприятиями, повышение урожайности трав.
По итогам выставки «АгроРусь-2011» институт награжден дипломом министра сельского хозяйства Российской Федерации Е.Б. Скрыник «За разработку и внедрение в производство адаптивной технологии послеуборочной обработки семян трав в условиях СевероЗападного региона РФ».
В настоящее время институтом ведутся исследования по разработке технологии и проектно-технологического решения универсального комплекса послеуборочной обработки семян трав и зерна на базе усовершенствованной карусельной сушилки СКМ. Разработка технологии обусловлена необходимостью в настоящее время обрабатывать малые партии как семян многолетних трав, так и зерновых культур для обеспечения экономической эффективности производства семян в каждом отдельном хозяйстве.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Эрк Ф.Н., Лисовский И.В., Исаев Г.Е. Сушка и очистка семян трав / Ф.Н. Эрк, И.В. Лисовский, Г.Е. Исаев. - М.: Россельхозиз-дат, 1969. - 112с.
2. Исаев Г.Е. Изыскание и исследование технологических схем и режимов работы плоских решет для очистки семян трав в условиях Северо-Запада: автореф. дисс... канд. техн. наук / Г.Е. Исаев. - Каунас, 1972.
3. Иванов А.Е., Митрофанов Н.М., Эрк Ф.Н. Механизация производства семян многолетних трав / А.Е. Иванов, Н.М. Митрофанов, Ф.Н. Эрк. - Л.: Колос, Ленигр. отделение, 1981. - 192с.
4. Региональная целевая комплексная программа интенсификации кормопроизводства «Корма» Ленинградской области на 2000-2005 гг. -СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2000. - 133 с. - ISBN 5-88890-010-9.
5. Рекомендации по производству семян многолетних трав в условиях Ленинградской области. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Рос-сельхозакадемии, 2006. - 92 с. - ISBN 5-88890-043-5.
36
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2012. Вып. 83.
V.M. MOGILNITSKIY, Cand Sc (Engineering); A.N. PEREKOPSKIY, Cand Sc (Engineering)
ENGINEERING ASPECTS OF THE PROGRESS IN MECHANIZATION OF PERENNIAL GRASS SEEDS POST-HARVEST TREATMENT IN THE NORTH-WESTERN REGION OF RUSSIA
The paper presents R&D achievements in post-harvest treatment of grass seeds, namely, drying, cleaning and technological designing. Available drying and cleaning stations have been assessed and new options are offered, which ensure flow-line treatment of perennial grass seeds and 10 to 15% higher output of certified seeds. The strong and weak points of these options are identified.
УДК 631.366 О.В. БЕЛОВ
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА КАПУСТЫ БЕЛОКОЧАННОЙ
Определены взаимосвязи технологических процессов производства капусты с учетом природно-климатических и производственных условий. Разработана логическая схема принятия технико-технологических решений при проектировании технологий.
При проектировании технологий производства капусты белокочанной перед специалистом-технологом (агрономом) возникает множество сложных задач, обусловленных множественным характером, как исходных ситуаций, так и возможных решений. Широкий выбор способов и технических средств обеспечивает многовариантность технологий. В связи с этим в условиях современных технологических и технических возможностей оптимальное решение может быть найдено из множества вариантов при компьютерном проектировании.
Технология реализуется в определенных почвенноклиматических и производственных условиях, каждое из которых
37
