CC BY
23
Anna A. Gavrilova, Ph. D. (Biology), associate professor of the chair «Physics and applied mechanics»
Address: Nizhny Novgorod State Agricultural Academy,
603107, Russia, Nizhny Novgorod, Gagarin avenue, 97
E-mail: [email protected]
Spin-code: 4833-0380
Nikita V. Kokorin, postgraduate student
Address: Nizhny Novgorod State Agricultural Academy,
603107, Russia, Nizhny Novgorod, Gagarin avenue, 97
E-mail: [email protected]
Spin-code: 2672-0320
Contribution of the authors:
Evgeniy G. Ivanov: managed the research project, implementation of experiments, analysed data and preparation of the initial ideas, writing of the draft.
Elena E. Chavachina: collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text. Anna A. Gavrilova: provision of resources, implementation of experiments, critical analyzing and editing the text, presentation of the data in the text.
Nikita V. Kokorin: implementation of experiments, collection and processing of materials, analysing and supplementing the text, made the layout and the formatting of the article.
All authors have read and approved the final manuscript.
05.20.01 УДК 631.371
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНИЯХ ПРОИЗВОДСТВА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
© 2018
Борис Иванович Горбунов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Механизация животноводства и электрификация сельского хозяйства» Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, Нижний Новгород, (Россия) Михаил Николаевич Денцов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Механизация животноводства и электрификация сельского хозяйства» Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, Нижний Новгород, (Россия) Александр Владимирович Тюльнев, соискатель кафедры «Механизация животноводства и
электрификация сельского хозяйства Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, Нижний Новгород, (Россия)
Аннотация
Введение: в настоящее время важным критерием конкурентоспособности произведённой продукции является её энергоёмкость, которая зависит от оптимального использования технологических линий возделывания культуры. При возделывании энергоёмких культур, таких как сахарная свекла, кукуруза, картофель, зерновые и другие, использование энергоресурсосберегающих технологий обязательно, но в последние годы эффективность их использования стала заметно падать. Основанием этому послужило неправильное формирование энергетических средств, а также то, что дополнительное насыщение техногенной энергией стало не рационально без учета особенностей складывающихся условий сезона для каждой конкретной культуры и зоны возделывания.
Материалы и методы: объектом теоретических и экспериментальных исследований выступали технологические линии возделывания и уборки сахарной свеклы. При проведении экспериментальной части использовались стандартные методики и расчеты.
Результаты: в данной работе изложены теоретические исследования по повышению эффективности технологий производства сахарной свеклы за счет снижения энергетических затрат, при оптимальном использовании технических ресурсов в технологических линиях. Предложен алгоритм адаптации механизированных процессов возделывания и уборки сахарной свеклы к складывающимся природно-производственным условиям.
Обсуждение: он позволяет: прогнозировать необходимые сроки начала и оптимальную продолжительность выполнения механизированных работ в зависимости от складывающихся условий сезона; программировать биологическую урожайность свеклы на всех этапах возделывания, тем самым повышать точность расчёта; рассчитывать необходимые темпы полевых механизированных работ, диктуемые складывающимися условиями сезона и состоянием урожая; рассчитывать потенциальные потери урожая при нарушении сроков работ; сформировывать оптимальный состав машинно-тракторных агрегатов под заданные темпы работ. Разработана математическая модель определения оптимальных энергетических затрат, составлены условия и ограничения при которых действует модель. Критерием оптимизации в модели выступает минимум энергетических затрат. Заключение: предложенный алгоритм прошел производственную проверку путем внедрения в производственный процесс. Эффективность его использования доказана проведенными экспериментальными исследованиями и имитационным моделированием.
Ключевые слова: алгоритм адаптации, биологическая урожайность, имитационное моделирование, математическая модель, оптимизация, потери продукции, сахарная свекла, техногенные ресурсы, технологическая система, условия производства, энергетические затраты, энергетическая эффективность, энергетические ресурсы.
Для цитирования: Горбунов Б. И., Денцов М. Н., Тюльнев А. В. Теоретические основы энергоресурсосбережения в технологических линиях производства сахарной свеклы // Вестник НГИЭИ. 2018. № 2 (81). С. 67-77.
THEORETICAL BASIS OF ENERGY SAVING IN TECHNOLOGICAL PRODUCTION LINES OF SUGAR BEET
© 2018
Boris Ivanovich Gorbunov, Dr. Sci. (Engineering), professor, head of the chair «Mechanization of livestock and Electrification of Agriculture» Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, Nizhny Novgorod (Russia) MikhaelNikolaevich Dentsov, Ph. D. (Engineering), assistant professor of the chair «Mechanization of livestock and Electrification of Agriculture» Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, Nizhny Novgorod (Russia)
Alexander Vladimirovich Tyulnev, applicant of the chair «Mechanization of livestock and Electrification of Agriculture» Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, Nizhny Novgorod (Russia)
Abstract
Introduction: currently, an important criterion of competitiveness of the manufactured products is its energy intensity, which depends on the optimal use of production lines of crop cultivation. The cultivation of energy crops such as sugar beets, corn, potatoes, grains and other energy-saving technologies necessarily, but in recent years the efficiency of their use started to fall. The reason for this was not the correct formation of the energy funds as well as additional saturation of man-made energy was not rational without considering the peculiarities of the prevailing conditions of the season for each specific crop and area of cultivation.
Materials and methods: the object of theoretical and experimental studies performed the technological line of the cultivation and harvesting of sugar beet. When carrying out the experimental part were used standard methods and calculations.
Results: this paper presents the theoretical researches on increase of efficiency of technologies of sugar beet production, by reducing energy costs, optimal use of technical resources in the production lines. The algorithm of adaptation of the mechanized processes of cultivation and harvesting of sugar beet to the prevailing natural conditions of production.
Discussion: it allows to predict the necessary timing and optimal duration of the execution of mechanized operations, depending on the prevailing conditions of the season; programming biological yield of beets at all stages of cultivation, thereby improving the accuracy of the calculation; calculate the required rate of field mechanized operations dictated by the prevailing conditions of the season and the condition of the crop; to calculate potential yield losses in violation of the terms of work; to form the optimal composition machine-tractor assemblies under the specified pace of work. Developed a mathematical model to determine the optimal energy cost is composed of conditions and limitations for each model. The optimization criterion in the model is the minimum expenditure of energy.
Conclusions: the proposed algorithm passed the production test, through implementation in the production process. The effectiveness of its use of proven experimental studies and simulation modeling.
Keywords: algorithm of adaptation, biological productivity, simulation modeling, mathematical model, optimization, loss of production, sugar beet, technological resources, technological system, energy costs, energy efficiency, energy resources, conditions of production.
For citation: Gorbunov B. I., Dentsov M. N., Tyulnev A. V. Theoretical basis of energy saving in technological production lines of sugar beet // Bulletin NGIEI. 2018. № 2 (81). P. 67-77.
Введение
В процессе возделывания сахарной свеклы ежесезонно возникают конкретные природно-климатические и организационно-хозяйственные условия, поэтому процесс производства характеризуется множеством альтернативных вариантов развития. Причём природно-климатические факторы диктуют условия возделывания данной культуры; специфику технологии, ее взаимосвязь с ресурсами, необходимыми для ее реализации; сроки начала механизированных работ и общую её продолжительность [1].
В большинстве случаев производственный процесс возделывания и уборки сахарной свеклы строится на основе учета средних данных многолетних наблюдений, а рекомендуемые научными учреждениями технологические разработки не всегда становятся основными производственными документами, так как особенности в использовании техники, режимы её работы, сроки выполнения работ и другие параметры технологических процессов требуют модификации и привязки к конкретным условиям производства [2]. В связи с этим неоптимальность принимаемых решений приводит к сбоям производственного процесса, которые влекут за собой ежегодно неоправданные потери продукции.
Сахарная свекла имеет одну из самых высоко-энергоресурсоёмких технологий возделывания, и в условиях вступления нашей станы во Всемирную Торговую Организацию вопрос энергоёмкости произведённой продукции станет выступать одним из главных факторов конкурентоспособности [3; 4].
Целью работы являлось исследование технических, технологических и организационных факторов производства сахарной свеклы в складывающихся и изменяющихся природно-производственных условиях. В нахождении между ними взаимосвязей и построении моделей, позволяющих имитировать всевозможные варианты развития событий и заблаговременно принимать оптимальные решения с минимальными затратами энергетических ресурсов, а также корректировать их в случае необходимости, тем самым повышая эффек-
тивность технологии производства сахарной свеклы на основе энергоресурсосбережения.
Для достижения поставленной цели установлены следующие задачи исследования: выявить факторы повышения производительности и эффективности использования механизированных линий возделывания и уборки сахарной свеклы; на их основе разработать схему адаптации механизированных процессов к складывающимся природно-производственным условиям.
Материалы и методы Объектом теоретических и экспериментальных исследований выступали технологические линии возделывания и уборки сахарной свеклы. Исследования проводились в 2011-2015 годах в ООО «Агрофирм «Золотой Колос», расположенном в Сергачском районе Нижегородской области, согласно ГОСТ 52778-2007 [5] и ГОСТ Р 51750-2001 [6]. Во время экспериментальных исследований регистрировались природные, технические, технологические, энергетические и временные параметры [7]. Результаты наблюдений обрабатывались на персональном компьютере в программе Microsoft Office Excel.
Результаты Управление технологическими процессами возделывания сахарной свеклы происходит под воздействием всего комплекса природных и техногенных факторов. Для формализации системы производства представим её в виде модели (рис. 1). Вектор входящих энергетических воздействий ( E(t)M) формируется на основе состояния природно-климатического комплекса, наличия ресурсов и поступившей информации о целях и задачах производства Ц). Данный вектор включает в себя [6; 8]:
) ВХ = Етех + Ечел + Евещ , (1)
где Бтех - затраты энергии связанные с использованием всех технических ресурсов; Бчел — затраты энергии связанные с использованием живого труда; Квещ — затраты энергии связанные с расходом веществ, которые используются при производстве сахарной свеклы (семена, удобрения, ядохимикаты и другие).
Рис. 1. Модель системы производства сахара из сахарной свеклы Fig. 1. A model system of sugar production from sugar beet
Вектор выходных энергетических параметров ( Евых ) характеризует конечный продукт переработки корнеплодов - сахар. Выход конечного продукта зависит от эффективности управления производственными процессами, которые связаны со сроками подачи техногенной энергии, диктуемые скоростью течения природных процессов в почве и растениях, сезонные значения и динамика изменения которых находится в непосредственной зависимости от складывающихся энергетических условий сезона [9]. В формализованном виде выход готового продукта можно представить функцией отклика [10]:
ЕвЫХ = f Щ)ВХ ; Q (/); S
а
T
(2)
где ^ \ — состояние системы производства в
момент времени; V, Tф — период функционирования технологической системы производства сахарной свеклы; ® — природно-климатический комплекс;
Q(t) — объем всех механизированных работ при производстве сахарной свеклы диктуемый в момент времени t складывающимися условиями сезона.
В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований установлено, что при проектировании использования техники и хода выполнения технологического процесса возделывания и уборки корнеплодов необходимо учитывать следующие особенности: разное проявление биологических особенностей культуры; варьирование энергоёмкости механизированных работ; ежегодное влияние природно-климатических условий на начало и продолжительность использования техники; многообразие как природно-климатических, так и организационно-хозяйственных условий использования техники [11].
Обсуждение
В целях минимизации потерь урожая при рациональном использовании ресурсов производства в течение всего продукционного сезона, заданного технологиями возделывания сахарной свеклы, разработана схема адаптации механизированных про-
цессов к складывающимся природно-производственным условиям (рис. 2).
В этом алгоритме недостаток информации при выработке управляющих воздействий преодолевается путём получения дополнительных сведений об особенностях взаимодействия данной системы с окружающей средой и последующего изменения на этой основе управляемых параметров при отклонении условий функционирования от средних или нормативных.
Меру организованности и предсказуемости при информационной оценке производственного процесса возделывания и уборки сахарной свеклы предполагается использовать как основу при проектировании состава и использования техники с определенной заблаговременностью.
Первостепенной задачей адаптивного использования имеющихся техногенных и природных ресурсов производства должно стать оптимальное обоснование и выбор варианта стратегии для достижения и поддержания уровней темпов и хода выполнения полевых механизированных работ, диктуемых складывающимися условиями сезона [12]. Под сезонной стратегией мы будем понимать возможное направление действий по поддержанию необходимых уровней темпов и хода полевых механизированных работ, которого необходимо придерживаться для достижения поставленной цели, принимая в качестве оценки успешности реализации стратегии, максимум получения выхода сахара при минимально возможных, для условий этого сезона, энергетических затратах.
Представленная на рисунке 2 схема включает в себя несколько подсистем. Подсистема производственных ресурсов, является исходной, она принимает информацию о целях и задачах производства. В первой подсистеме, исходя из имеющейся ресурсной базы предприятия, а также нормативных и регламентированных данных, происходит выбор механизированной технологии возделывания, которая принимается за базовую [2; 9; 13], предусматривающей совокупные затраты энергии Е °вх .
т
Подсистема адаптации / Subsystem adaptation
Процесс производства сахара / The process of sugar production
Евых
Рис. 2. Схема адаптации механизированных процессов к складывающимся природно-производственным условиям Fig. 2. The scheme of adaptation of mechanical processes to the prevailing natural conditions of production
Поскольку каждый год природно-климатические и организационно-хозяйственные условия реализации технологических процессов возделывания и уборки сахарной свеклы различны, а пренебрежение ими заведомо ведёт к потерям и нерациональному использованию ресурсов, необходимо проводить корректировку данных процессов в соответствии с изменяющимися производственными факторами. Для этого разработана подсистема адаптации, в которую входит комплекс по анализу природно-климатической и организационно-хозяйственной информации, обеспечивающий [14; 15]: 1) сбор, анализ и предварительную обработку поступающей информации о складывающихся природно-климатических условиях и техногенных процессах; 2) сопоставление складывающихся
природных условий с разработанными природно-энергетическими образами сезонов и определение его в один из подходящих классов; 3) прогнозирование сроков начала и продолжительности полевых работ; 4) укомплектование технологических линий производства энергетическими средствами на основе критерия оптимизации - минимума энергоёмкости; 5) своевременное программирование биологической урожайности корнеплодов и их сахаристости.
В установленное время блоком сбора информации фиксируются начальные условия, на основании которых по предложенной нами методике прогнозируются начало, продолжительность и ход механизированных, а также биологическая урожайность и сахаристость корнеплодов [16].
Учитывая, что природные и техногенные аспекты энергетики тесно взаимосвязаны, поиск рациональной стратегии, удовлетворяющей всем оптимальным показателям по реализации технологий возделывания сладких корней, в складывающихся условиях сезона требует анализа большого количества альтернативных вариантов решения. При этом необходимо отметить, что повышение энергетической эффективности связано с применением современных технологий, позволяющих не только увеличивать объёмы производства корнеплодов и сахаристости, но и в то же время использовать резервы производства по сокращению затрат техногенной энергии. Многопараметрические задачи имеют достаточно сложное решение и требуют большого объёма априорной информации. Формализованную математическую модель для определения оптимальных энергетических параметров в технологических линиях производства сахарной свеклы и эффективность её использования на протяжении всего продукционного периода сезона можно представить в следующем виде:
XX XKjA t ' EijA t +XX X NjA t ' EijA t +
iel jeJ A teT iel jeJ A teT
+ Н• (XK • Ek + XК • Eka +XК • Ek +
leL
7k
""a a ' / ^s
aeA seS (3)
+ XК • Ek + XК • Ek) + a •XП ^min
d d o o) сах а i
, - Е
< d ' / , о о / d£D оеО ¡е1
На модель накладываются следующие ограничения и условия:
- темпы выполнения полевых механизированных работ
а >©пр = К.. -ж .. - к - к - к - к . •
¡~ п! ] "ему СМ1 г] М1 оргг '
- объемы механизированных работ должны быть выполнены
X©i -A ti >©,A t
(i e I ; t eT) ;
- тракторов и сельскохозяйственных машин должно быть больше, чем агрегатов
К1 + К< > К];
- не отрицательность неизвестных
К > 0; К< > 0; Ко > 0; К > 0;
]
- сахаристость корнеплодов на момент начала уборки С1 > Стп .
Корнеплоды, убранные с поля и транспортируемые на завод, должны соответствовать следующим физико-химическим показателям: сахаристость не ниже 14 %; загрязнённость меньше 15 %;
содержание зелёной массы меньше 3 %; содержание увядших корнеплодов меньше 5 %; содержание корнеплодов с сильными механическими повреждениями меньше 12 % [17].
Укомплектование технологических линий производства сахарной свеклы техногенными ресурсами происходит на основе критерия минимума энергетических затрат. При расчёте учитываются: 1) прямые энергозатраты, выраженные через расход топливо-смазочных материалов, и затраты живого труда; 2) косвенные энергозатраты, выраженные через энергоёмкость технических средств, а также возможные потери урожая корнеплодов и сахаристости. Потери выражаем через потери готового продукта - сахара, переведенные в энергетический эквивалент [16].
Предложенная модель предусматривает два варианта стратегий: 1) оптимальная стратегия включает в себя полное поддержание темпа выполнения работ, диктуемого складывающимися условиями сезона, собственными техническими средствами, которые наиболее эффективны по энергетическим критериям; 2) рациональная стратегия включает в себя максимально возможное поддержание заданного темпа работ за счёт собственных производственных ресурсов и привлеченных со стороны при допустимом уровне потерь продукции. В данной стратегии в качестве критерия оптимизации используется энергетический показатель, включающий в себя совокупную энергию, расходуемую на проведение механизированных работ, а также энергию потерь сахара от несвоевременности выполнения работ, на основе которого принимается компромиссное решение о возможных отклонениях сроков.
В модели приняты следующие определения и обозначения:
i - вид работ; ' - вид агрегата; Ati - прогнозируемая продолжительность проведения механизированных работ ьго вида; I, d, о, а, s - марка трактора, сельскохозяйственной машины, сцепки, автомобиля, свеклоуборочного комбайна соответственно; Кт - количество агрегатов '-го типа, необходимых для выполнения ^й механизированной работы в Д1>й период времени; Кг; Ка; К; К - искомое количество тракторов, автомобилей, свеклоуборочных комбайнов, сельскохозяйственных машин, сцепок, необходимых для выполнения механизированных работ в агросроки соответственно; Щл - количество рабочих участвующих в выполнении ] -м агрегатом ^й работы в Д1>ый период сезона; I - множество механизированных работ, которые выполняются при возделывании и уборки сахарной свеклы;
Т, Т, Ь, А, 5", В, О - соответственно множество периодов выполнения механизированных работ, множество агрегатов, тракторов, автомобилей, свеклоуборочных комбайнов, сельскохозяйствен-
г п
ных машин, марок сцепок; Е ^ - прямые затраты энергии j -го агрегата, на 1-й работе в Д1;-й период
времени;
Е
¡]А I
энергозатраты живого труда на
j -м агрегате, на 7-й работе в Д1;-й период времени;
т-! к т-! к т-! к т-! к т-! к
Е ; Е ; Е ; Е ; Е - соответственно энергоём-
I а й а о кость трактора, автомобиля, свеклоуборочного комбайна, сельскохозяйственной машины и сцепки; Qш - объём механизированных работ 7-го вида, выполненный за период Д1;; 07 - фактический темп выполнения 7-й механизированной работы;
0 пр
темп выполнения 7-ой механизированной
работы, диктуемый складывающимися условиями сезона; Жсму - сменная производительность агрегата j -го типа на работе 7-го вида; Н - нормативный
коэффициент эффективности энергии, вложенной в производство сельскохозяйственной техники; С7 - сахаристость свеклы на 7-ом поле на начало уборки; Ст7п - минимально необходимая для уборки сахаристость свеклы; асах - энергетический эквивалент сахара; ПС7 - потери сахара от нарушения аг-росрока 7-ой полевой механизированной работы в зависимости от складывающихся условий сезона.
Совокупный результат работы подсистемы адаптации используются в дальнейшем для выбора и обоснования стратегии выполнения полевых механизированных работ, предусматривающей затра-— 1
ты энергии евх . В случае невозможности проведения механизированных работ в сроки, диктуемые природой, производится расчёт потерь продукции и корректировка входящих в производственный процесс затрат энергии Евх .
В разработанной схеме адаптации механизированных процессов учёт отклонения реальных результатов деятельности системы от заданных производится с помощью вектора 1 (/) , с соблюдением
условий, что Е Вх > Е 1вх ; Е вх ^ Е 1вх .
В итоге получаем, что каждому возможному состоянию природно-климатического комплекса юх в зависимости от стратегии выполнения полевых механизированных работ соответствует множество
Поскольку протекание технологических процессов производства сахарной свеклы происходит под воздействием большого числа факторов, каждое сочетание которых создаёт отдельный природно-климатический и энергетический образ сезона, то подобрать адекватные складывающимся условиям управляющие воздействия евх д (сформировать
стратегию), без системного подхода достаточно трудно. Поэтому в разработанной схеме адаптации предусматривается объединение однородных при-родно-энергетических образов в классы.
Процесс распознавания состоит в том, что полученная и обработанная информация о рассматриваемом природно-климатическом образе сезона ют, поступившая на вход блока распознавания, сопоставляется с априорным описанием, а затем в соотв етствии с определённым алгоритмом принимается решение о принадлежности образа к одному из классов. Данная классификация позволила создать набор сезонных паспортов, в которых приведена их основная природно-климатическая и энергетическая характеристика. Каждый класс сформирован таким образом, что обладает отличительным типом сезона. После выбора определенного класса под него разрабатывается оптимизационный план выполнения всего производственного процесса в соответствии с энергетическими, технологическими и экономическими ограничениями, налагаемыми на процесс производства складывающимися условиями.
Полученная в процессе производства сахар-
—о
ная свекла, несущая в себе энергию Е вых , поступает на дальнейшую переработку, в результате которой получается конечный продукт - сахар (е вых ).
Установлено, что при насыщении технологических процессов избыточной техногенной энергией не всегда обеспечивается высокая эффективность производства, поэтому при их сравнительной оценке введён дополнительный критерий, позволяющий определять эффективность техногенных затрат ещё на начальных стадиях проектирования производства. За такой критерий можно принять коэффициент энергетической эффективности техногенных процессов (К) [3; 4], который характеризует окупаемость затраченной (вложенной в производство) энергии на получение готовой продукции:
Е
^ Dl.IV
К ■
Е
(4)
где Е - количество энергии, содержащейся в сахарной свекле, с учетом урожайности корнеплодов на каждом конкретном поле ( ЕШК = а ■ У ),
управляющих воздействий
[Евх 1; ЕВХ 2;... ЕВХд ;...ЕВХ п ].
МДж/га; а - энергетический эквивалент сахарной свеклы, МДж/т; У - урожайность сахарной свеклы, т/га; Е - количество техногенной энергии, затраченное на производство сахарной свеклы, МДж/га.
Сахарная свекла является лишь сырьём, из которого получают в процессе переработки готовый продукт - сахар [18]. Поэтому целесообразно при расчёте коэффициента энергетической эффективности учитывать энергию, содержащуюся в конечном продукте - сахаре, а не в промежуточном продукте переработки - сахарной свекле. В итоге показатель ЕВЫХ примет вид:
е ■ У ■ С ■ К
Т^сах _ сах
ЕВЫХ = "
100
(5)
где Е СааХм - количество энергии, содержащееся в сахаре, МДж/га; есах - энергосодержание сахара, МДж/т; С - сахаристость сахарной свеклы, %; Кизв - коэффициент извлечения сахара.
Заключение Предложенная модель адаптации механизированных процессов в складывающихся природно-производственных условиях прошла производственную проверку в ООО «Агрофирма «Золотой колос» Нижегородской области в 2013-2015 годах [19; 20]. Применение энергетического подхода к анализу процессов системы производства сахарной
свеклы, в рамках методики адаптивной интенсификации, показало его эффективность при реализации результатов исследований. По результатам имитационного моделирования сделаны следующие основные выводы [9; 10]: 1) максимальный энергетический эффект от предложенных стратегий ведения механизированных работ в складывающихся условиях сезона наблюдается в холодном сезоне с умеренно-влажным количеством осадков, значение составило 33,2 %, минимальный в теплый засушливый сезон - 29,4 %. 2) использование предложенного оптимального состава технологической линии производства сахарной свеклы в юго-восточной части Нижегородской области позволит снизить общие энергетические затраты на средства механизации в пределах: минимальный -при высоком уровне эксплуатации техники 1 290 МДж/га в теплый засушливый сезон, максимальный при низком уровне использования техники 2 250 МДж/га в холодный увлажненный сезон; 3) дополнительно полученная продукция принесет энергетический эффект в пределах от 3 540 до 9 750 МДж/га.; 4) экономический эффект с учётом дополнительно полученной продукции в среднем составит 5 626 руб./га; себестоимость продукции снизится на 6,8 % на гектар; рентабельность производства увеличится на 8,4 %.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вострухин Н. П. Сахарная свекла. Минск: 2011. 366 с.
2. Гуреев И. И. Современные технологии возделывания и уборки сахарной свеклы. Практическое руково-дство/изд. 2-е, перераб и доп.. М. : Печатный Город, 2011. 256 с
3. Шпаар Д., Дрегер Д., Захаренко А. Сахарная свекла: Учебно-практическое руководство по выращиванию сахарной свеклы. Мн. : «ФУА информ», 2004. 256 с
4. Аничин В. Л. Теория и практика управления производственными ресурсами в свеклосахарном подкомплексе АПК. Белгород: БелГСХА, 2005. 280 с
5. ГОСТ 52778 -2007 Методы эксплуатационно-технологической оценки: испытания сельскохозяйственной техники. М. : Издательство стандартов, 2008. 25 с.
6. ГОСТ Р 51750-2001 Энергосбережение. Методика определения энергоёмкости при производстве продукции и оказании услуг в технических энергетических системах. М. : Издательство стандартов, 2002. 24 с.
7. Иофинов С. А. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М. : Колос, 1984. 351 с.
8. Методология и методика энергетической оценки агротехнологий в агроландшафтах. Москва: МСХА им. К. А. Тимирязева, 2007. 21 с
9. Давлетшин М. М. Энергоресурсосберегающая технология возделывания и уборки сахарной свеклы. Монография. Уфа, 2003. 89 с.
10. Горбунов Б. И. Адаптивное управление производственными процессами в агроэкосистемах // Нижегородский аграрный вестник. Н. Новгород, НГСХА, 2012. С. 223-232
11. Важенин А. Н. и др. Методы повышения эффективности механизированных процессов по условиям их функционирования в растениеводстве. М. : Академия Естествознания, 2010. 365 с.
12. Самыкин В. Н., Соловиченко В. Д. Биоэнергетическая оценка агроприемов возделывания сахарной свеклы // Сахарная свекла. 2010. № 3. С. 20-23.
13. Овсянников В. П., Колягин Ю. С., Воронин В. М. Свекловодство. Воронеж, 2000. 220 с.
14. Горбунов Б. И., Денцов М. Н. Алгоритм расчёта параметров технологических линий возделывания сахарной свеклы на весенних полевых механизированных работах в зависимости от складывающихся условий сезона / Знания молодых: наука, практика и инновации: Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции аспирантов и молодых учёных. Киров: ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2014. С. 185-188.
15. Горбунов Б. И., Денцов М. Н. Модель расчёта параметров технологических систем уборки сахарной свеклы в зависимости от складывающихся условий сезона / Знания молодых: наука, практика и инновации: Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции аспирантов и молодых учёных. Киров: ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2014. С. 188-190.
16. Горбунов Б. И., Денцов М. Н. Определение потерь урожая сахарной свеклы от несвоевременности выполнения полевых механизированных работ // Вестник НГСХА. Материалы международной научно-практической конференции. Нижний Новгород, 2013. Том 3. С. 86-90.
17. ГОСТ Р 52647-2006 Свекла сахарная. Технические условия. М. : Изд-во стандартов, 2006. 9 с.
18. Балабанова Т. И. Как добиться минимума потерь и максимума прибыли // Сахарная свекла. 2009. № 9. С. 6-10.
19. Денцов М. Н., Павлов А. В. Пути снижения затрат на выращивание сахарной свеклы в Нижегородской области // Сахарная свекла. 2014. № 6. С. 8-9
20. Денцов М. Н., Горбунов Б. И., Тюльнев А. В. Использование принципов энерго-, ресурсосбережения при оптимизации технологий в растениеводстве // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. Научно-теоретический журнал. 2016. № 4 (36). С. 144-151
Дата поступления статьи в редакцию 18.12.2017, принята к публикации 16.01.2018.
Информация об авторах: Горбунов Борис Иванович, доктор технических наук, профессор,
заведующий кафедрой «Механизация животноводства и электрификация сельского хозяйства»
Адрес: Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия,
603107, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 97
E-mail: [email protected]
Spin-код: 7641-1483
Денцов Михаил Николаевич, кандидат технических наук,
старший преподаватель кафедры «Механизация животноводства и электрификация сельского хозяйства»
Адрес: Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия,
603107, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 97
E-mail: [email protected]
Spin-код: 4633-3660
Тюльнев Александр Владимирович, соискатель кафедры «Механизация животноводства и электрификация сельского хозяйства»
Адрес: Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, 603107, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 97 E-mail: [email protected] Spin-код: 7755-8184
Заявленный вклад авторов: Горбунов Борис Иванович: общее руководство проектом, анализ и дополнение текста статьи. Денцов Михаил Николаевич: сбор и обработка материалов, проведение экспериментов, анализ полученных результатов, подготовка первоначального варианта текста.
Тюльнев Александр Владимирович: участие в обсуждении материалов статьи, подготовка первоначального варианта текста.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Vostruhin N. P. Saharnaya svekla [Sugar beet]. Minsk, 2011. 366 p.
2. Gureev I. I. Sovremennye tekhnologii vozdelyvaniya i uborki saharnoj svekly. Prakticheskoe rukovodstvo [Modern technologies of cultivation and harvesting of sugar beets. Practical manual] izd. 2-e, pererab i dop. Moscow: Printed City, 2011. 256 p.
3. SHpaar D. Dreger D., Zaharenko A. Saharnaya svekla: Uchebno-prakticheskoe rukovodstvo po vyrashchivaniyu saharnoj svekly [Sugar beet: Training and practical guide to the cultivation of sugar beet], Mn : «FOIE inform», 2004. 256 p.
4. Anichin V. L. Teoriya i praktika upravleniya proizvodstvennymi resursami v sveklosaharnom podkom-plekse APK [Theory and practice of productive resources in sugar beet subcomplex AIC]. Belgorod: BelGSKHA, 2005. 280 p.
5. GOST 52778 2007 Metody ekspluatatsionno-tekhnologicheskoi otsenki ispytaniia selskokhoziaistvennoi tekhniki [GOST 52778 -2007 Methods of operational-technological evaluation: testing of agricultural machinery]. Moscow: Publ. house of standards, 2008. 25 p.
6. GOST R 51750-2001 EHnergosberezhenie. Metodika opredeleniya ehnergoyomkosti pri proizvodstve produk-cii i okazanii uslug v tekhnicheskih ehnergeticheskih sistemah [GOST R 51750-2001 energy Saving. Method of determining energy intensity in the production of products and provision of services to technical energy systems]. Moscow: Publ. house of standards, 2002. 24 p.
7. Iofinov S. A. Ekspluatatsiia mashinno-traktornogo parka [Operation of machine and tractor Park]. Moscow: Kolos, 1984. 351 p.
8. Methodology and methods of energy assessment of agricultural technologies in agricultural landscapes [Metodologiya i metodika ehnergeticheskoj ocenki agrotekhnologij v agrolandshaftah]. Moscow: Moscow agricultural Academy im. K. A. Timiryazev, 2007. 21 p.
9. Davletshin M. M. Energoresursosberegaiushchaia tekhnologiia vozdelyvaniia i uborki sakharnoi svekly. Monografiia [Energy-saving technology of cultivation and harvesting of sugar beet. Monograph]. Ufa, 2003. 89 p.
10. Gorbunov B. I., Gorbunov B. I. Adaptivnoe upravlenie proizvodstvennymi processami v agroehkosistemah [Adaptive control of production processes in agroecosystems]. Nizhegorodskij agrarnyj vestnik [Nizhny Novgorod agrarian Bulletin], N. Novgorod, NGSKHA, 2012. pp. 223-232.
11. Vazhenin A. N. I dr. Metody povysheniya ehffektivnosti mekhanizirovannyh processov po usloviyam ih funk-cionirovaniya v rastenievodstve [Methods of increasing the efficiency of mechanized processes in terms of their functioning in crop production]. Moscow: Academy of natural Sciences, 2010. 365 p.
12. Semykin V. N., Solovchenko V. D. Bioenergeticheskaia otsenka agropriemov vozdelyvaniia sakharnoi svekly [Bioenergetic evaluation of agricultural cultivation of sugar beet]. Sakharnaia svekla [Sugar beet], 2010, No. 3. pp. 20-23.
13. Ovsyannikov V. P., Kolyagin Yu., Voronin V. M. Sveklovodstvo [Beet Production]. Voronezh, 2000. 220 p.
14. Gorbunov B. I., Dentsov M. N. Algoritm rascheta parametrov tekhnologicheskikh linii vozdelyvaniia sakharnoi svekly na vesennikh polevykh mekhanizirovannykh rabotakh v zavisimosti ot skladyvaiushchikhsia uslovii sezona [The algorithm of calculation of parameters of technological lines of sugar beet cultivation on spring field of mechanized work, depending on the prevailing conditions of the season]. Znaniia molodykh nauka praktika i innovatsii Sbornik nauchnykh trudov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii aspirantov i molodykh uchenykh [Youth Knowledge: science, practice and innovation: Collection of scientific works of the International scientific-practical conference of students and young scientists]. Kirov: FGBOU VPO Vyatka state agricultural Academy, 2014.pp. 185-188.
15. Gorbunov B. I., Dentsov M. N. Model rascheta parametrov tekhnologicheskikh sistem uborki sakharnoi svekly v zavisimosti ot skladyvaiushchikhsia uslovii sezona [The model of calculation of parameters of technological systems of the harvesting of sugar beet, depending on the prevailing conditions of the season]. Znaniia molodykh nauka praktika i innovatsii Sbornik nauchnykh trudov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii aspirantov i molodykh uchenykh [Youth Knowledge: science, practice and innovation: Collection of scientific works of the International scientific-practical conference of students and young scientists]. Kirov: FGBOU VPO Vyatka state agricultural Academy, 2014. pp. 188-190.
16. Gorbunov B. I., Dentsov M. N. Opredelenie poter urozhaia sakharnoi svekly ot nesvoevremennosti vypolneniia polevykh mekhanizirovannykh rabot [The definition of post-harvest losses of sugar beets from the inoppor-tunity of implementation of mechanized field works]. Vestnik NGSKHA Materialy mezhdunarodnoi nauchno-
prakticheskoi konferentsii [Bulletin NGSKHA. Materials of international scientific-practical conference], 2013. Vol. 3. pp.86-90.
17. GOST R 52647-2006 Svekla saharnaya. Tekhnicheskie usloviya [GOST R 52647-2006 Sugar beet . Specifications]. Moscow: publishing house of standards, 2006. 9 p.
18. Balabanov T. I. Kak dobitsia minimuma poter i maksimuma pribyli [As to achieve minimum loss and maximum profit]. Sakharnaia svekla [Sugar beet], 2009. No. 9. pp. 6-10.
19. Dentsov M. N., Pavlov A. V. Puti snizheniya zatrat na vyrashchivanie saharnoj svekly v Nizhegorodskoj oblasti [Ways to reduce the cost of cultivation of sugar beet in the Nizhny Novgorod region]. Saharnaya svekla [Sugar beet], 2014. No. 6. pp. 8-9.
20. Dentsov M. N., Gorbunov B. I., Tyulnev A. V. Ispol'zovanie principov ehnergo-, resursosberezheniya pri optimizacii tekhnologij v rastenievodstve [Using principles of energy and resource conservation at the op-timesale technologies in crop production]. Vestnik Ul'yanovskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii. Nauchno-teoreticheskij zhurnal [Bulletin of the Ulyanovsk state agricultural Academy. Scientific-theoretical journal], 2016. No. 4 (36). pp.144-151.
Submitted 18.12.2017, revised 16.01.2018.
About the authors:
Boris I. Gorbunov, Dr. Sci. (Engineering), professor, head of the chair «Mechanization of livestock and Electrification of Agriculture»
Address: Nizhny Novgorod State Agricultural Academy,603107, Nizhny Novgorod, pr. Gagarina, 97 E-mail: [email protected] Spin-code: 7641-1483
Mikhael N. Dentsov, Ph. D. (Engeneering), assistant professor of the chair «Mechanization of livestock and Electrification of Agriculture»
Address: Nizhny Novgorod State Agricultural Academy,603107, Nizhny Novgorod, pr. Gagarina, 97 E-mail: [email protected] Spin-code: 4633-3660
Alexander V. Tyulnev, applicant of the chair «Mechanization of livestock and Electrification of Agriculture» Address: Nizhny Novgorod State Agricultural Academy,603107, Nizhny Novgorod, pr. Gagarina, 97 E-mail: [email protected] Spin-code: 7755-8184
Contribution of the authors: Boris I. Gorbunov: managed the research project, analysing and supplementing the text.
Mikhael N. Dentsov: collection and processing of materials, implementation of experiments, analysed data, preparation of the initial version of the text.
Alexander V. Tyulnev: participation in the discussion on topic of the article, preparation of the initial version of the text.
All authors have read and approved the final manuscript.
