Научная статья на тему 'ТРАВМИРУЕМОСТЬ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕГРУЗКИ И ЗАКЛАДКИ НА ХРАНЕНИЕ'

ТРАВМИРУЕМОСТЬ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕГРУЗКИ И ЗАКЛАДКИ НА ХРАНЕНИЕ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
64
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
АгроЭкоИнженерия
ВАК
Ключевые слова
картофель / контейнер / перидерма / повреждение клубней / хранение / potato / container / periderm / tuber damage / storage

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Н.Н. Семчук, А.Н. Перекопский, О.В. Балун, С.Н. Гладких

В статье рассматриваются теоретические вопросы формирования клубней картофеля и факторы, влияющие на их качественные и количественные показатели. Растение картофеля представляет собой весьма пластичный организм. Норма реакции вида Solanum tuberosum L. позволяет получать высокие урожаи в различных климатических зонах. Вместе с тем метаморфизированные подземные побеги, которыми по ботаническим критериям являются клубни, содержат большое количество воды. Особую опасность в этом плане представляют клубни, которые в процессе уборки, транспортировки и закладки на длительное хранение получили механические повреждения в виде содранной кожуры, трещин, повреждения паренхимной ткани, а также срезов. Рассмотрены параметры взаимодействия клубня картофеля с контактирующей поверхностью при различных условиях. Проведен анализ механизмов, которые используются в перегрузке картофеля от уборки и транспортировки до сортировки и закладки на хранение. Приведены кинематические и принципиальные схемы разработанных устройств, на которые были получены патенты на изобретение. Разработанный способ и устройство для загрузки клубней картофеля в контейнер для последующей транспортировки и закладки на хранение обеспечивает снижение повреждения клубней за счет стабилизации высоты падения и регулировки угла траектории перемещения клубня относительно контактирующей поверхности. Для загрузки клубней картофеля в бункер-накопитель разработаны устройства, которые позволяют стабилизировать высоту падения поступающих в бункер клубней в пределах заданных параметров за счет использования гибкого накопителя или телескопического выгрузного канала из нескольких секций.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Н.Н. Семчук, А.Н. Перекопский, О.В. Балун, С.Н. Гладких

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DAMAGE RATE TO POTATO TUBERS ASSOCIATED WITH THEIR HANDLING AND PLACING IN STORAGE

The article discusses theoretical issues of potato tubers formation and the factors affecting their quality and quantity. The potato plant is a very adaptive organism. The reaction norm of Solanum tuberosum L. species allows obtaining high yields in various climatic zones. At the same time, the tubers, which are modified underground sprouts by botanical criteria, contain a large amount of water. Most vulnerble in this regard are the tubers that have received mechanical injuries (broken peel, cracks, damaged parenchymal tissue, and cuts) during the harvesting, transportation and placement for long-term storage. The study considered the interaction parameters of a potato tuber with a contact surface under various conditions and the mechanisms used in the potato handling – from harvesting and transportation to grading and storage. The article presents the kinematic and conceptual schemes of the devices developed by the authors and patented as inventions. The developed method and device for loading potato tubers into a container for later transportation and storage reduces the tuber injury by stabilising the drop height and adjusting the angle of the tuber movement trajectory relative to the contact surface. To load potato tubers into a storage hopper, the devices were designed that stabilised the drop height of the tubers falling into the hopper within the specified parameters by using a flexible storage hopper or a telescopic unloading pipe composed from several sections.

Текст научной работы на тему «ТРАВМИРУЕМОСТЬ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕГРУЗКИ И ЗАКЛАДКИ НА ХРАНЕНИЕ»

Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021. No. 3 (64): 92-106 (In Russian) doi: 10/24411/2078- 1318-2021-3-92-106.

20. Dzhabborov N.I., Dobrinov A.V., Sergeev A.V., Chugunov S.V., Shamonin V.I. Rabochii organ dlya rykhleniya pochvy i unichtozheniya sornoi rastitel'nosti {Working too for soil loosening and weed control]. Patent RF on invention No. 2769225. 2021(In Russian)

21. Dzhabborov N.I., Dobrinov A.V. Obosnovanie konstruktivnykh parametrov rabochego organa dlya rykhleniya pochvy i unichtozheniya sornykh rastenii v organicheskom zemledelii [Validation of the design parameters of the tillage tool developed for soil loosening and clean weeding in organic farming]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022. Vol. 15. No. 1(72): 23-33 (In Russian) DOI: 10.53914/issn2071-2243 2022 1 23-33.

УДК 631.362.3; 338.001.36

ТРАВМИРУЕМОСТЬ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕГРУЗКИ И

ЗАКЛАДКИ НА ХРАНЕНИЕ

12 12 Н. Н. Семчук ' ,д-р с.-х. наук; О. В. Балун ' , канд. техн. наук;

3 1

А. Н. Перекопский , канд. техн. наук, С. Н. Гладких , канд.техн.наук

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого, Великий

Новгород, Россия

2 „ ^

Новгородский НИИ сельского хозяйства - филиал Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра Российской академии наук, Новгородская обл., Россия 3Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

В статье рассматриваются теоретические вопросы формирования клубней картофеля и факторы, влияющие на их качественные и количественные показатели. Растение картофеля представляет собой весьма пластичный организм. Норма реакции вида Solanum tuberosum L. позволяет получать высокие урожаи в различных климатических зонах. Вместе с тем метаморфизированные подземные побеги, которыми по ботаническим критериям являются клубни, содержат большое количество воды. Особую опасность в этом плане представляют клубни, которые в процессе уборки, транспортировки и закладки на длительное хранение получили механические повреждения в виде содранной кожуры, трещин, повреждения паренхимной ткани, а также срезов. Рассмотрены параметры взаимодействия клубня картофеля с контактирующей поверхностью при различных условиях. Проведен анализ механизмов, которые используются в перегрузке картофеля от уборки и транспортировки до сортировки и закладки на хранение. Приведены кинематические и принципиальные схемы разработанных устройств, на которые были получены патенты на изобретение.

Разработанный способ и устройство для загрузки клубней картофеля в контейнер для последующей транспортировки и закладки на хранение обеспечивает снижение повреждения клубней за счет стабилизации высоты падения и регулировки угла траектории перемещения клубня относительно контактирующей поверхности. Для загрузки клубней картофеля в бункер-накопитель разработаны устройства, которые позволяют стабилизировать высоту падения поступающих в бункер клубней в пределах заданных параметров за счет использования гибкого накопителя или телескопического выгрузного канала из нескольких секций.

Ключевые слова: картофель, контейнер, перидерма, повреждение клубней, хранение.

Для цитирования: Семчук Н.Н., Перекопский А Н., Балун О.В., Гладких С.В. Травмируемость клубней картофеля в процессе перегрузки и закладки на хранение // АгроЭкоИнженерия. 2022. № 2(111). С.96-107

DAMAGE RATE TO POTATO TUBERS ASSOCIATED WITH THEIR HANDLING AND

PLACING IN STORAGE

N. N. Semchuk1,2, DSc (Agriculture), O. V. Balun1, 2, Cand Sc. (Engineering),

•3 •• 1

A. N. Perekopskiy , Cand Sc. (Engineering), S. N. Gladkikh Cand Sc. (Engineering)

1Yaroslav the Wise Novgorod State University, Veliky Novgorod, Russia.

2

Novgorod Research Institute of Agriculture - branch of the St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, Novgorod Region, Russia.

3.

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) -branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia

The article discusses theoretical issues of potato tubers formation and the factors affecting their quality and quantity. The potato plant is a very adaptive organism. The reaction norm of Solanum tuberosum L. species allows obtaining high yields in various climatic zones. At the same time, the tubers, which are modified underground sprouts by botanical criteria, contain a large amount of water. Most vulnerble in this regard are the tubers that have received mechanical injuries (broken peel, cracks, damaged parenchymal tissue, and cuts) during the harvesting, transportation and placement for long-term storage. The study considered the interaction parameters of a potato tuber with a contact surface under various conditions and the mechanisms used in the potato handling - from harvesting and transportation to grading and storage. The article presents the kinematic and conceptual schemes of the devices developed by the authors and patented as inventions. The developed method and device for loading potato tubers into a container for later transportation and storage reduces the tuber injury by stabilising the drop height and adjusting the angle of the tuber movement trajectory relative to the contact surface. To load potato tubers into a storage hopper, the devices were designed that stabilised the drop height of the tubers falling into the hopper within the specified parameters by using a flexible storage hopper or a telescopic unloading pipe composed from several sections.

97

Keywords: potato, container, periderm, tuber damage, storage.

For citation: Semchuk N. N., Perekopskiy A. N., Balun O. V., Gladkikh S. N. Damage rate to potato tubers associated with their handling and placing in storage. AgroEkoInzheneriya. 2022. No. 2(111): 96-107 (In Russian)

Введение

Совершенствование агротехники в картофелеводстве неразрывно связано с улучшением функциональных параметров средств механизации и автоматизации. Конечный результат (величина выхода и качество продукции) в значительной степени зависит от трех компонентов [1, 2, 3]: посадочный материал; технологии выращивания; машины и механизмы, которые используются в технологической цепочке от посадки до сбора урожая, хранения и переработки клубней.

Семенные клубни являются базовым, основным элементом агротехники. Их низкое качество, слабая выраженность сортовых характеристик, высокая степень зараженности возбудителями бактериальных и вирусных заболеваний могут привести к резкому снижению эффективности всех последующих агротехнических приемов. Следует отметить, что даже незначительные отклонения любого фактора от оптимальных значений могут повлиять на процесс клубнеобразования. Более того, нарушения в пищевом балансе только с одним питательным элементом могут блокировать органогенез клубня.

Фотосинтетический потенциал растений картофеля настолько велик, что процесс накопления органических веществ существенно превышает таковой у других сельскохозяйственных растений. Богатое содержание целого спектра питательных веществ делает ее ценной продовольственной, технической и кормовой культурой. В общем списке продуктов питания блюда из картофеля для большого количества народов стоят на четвертом месте. Как продовольственная культура Solanum tuberosum L. производится в большом количестве - около 3 млн. т. клубней в год.

Исследования процессов динамики созревания перидермы показали, что внешний ее слой (феллема) несущественно изменяет свои свойства на предмет растяжения. Вследствие этого высказано предположение, что именно изменения свойств феллогена, который изнутри прилегает к феллеме, связано с увеличением устойчивости кожуры клубня к механическим повреждениям [4].

Исследования динамики устойчивости клубней картофеля к ударным нагрузкам показало, что они наиболее восприимчивы к данному виду внешних воздействий сразу после уборки. В процессе моделирования было испытано два варианта по величине силы удара с интервалом в две недели. По результатам испытаний установлено, что величина повреждения возрастала при высокой энергии удара. Повторное воздействие на клубни через две недели показало, что при тех же параметрах воздействия сила контакта уменьшалась вследствие снижения модуля упругости протопласта и клеточной стенки

[5].

Проведено исследование [6] влияния механических повреждений на потери при хранении клубней картофеля. Отмечено, что с увеличением внешних и внутренних

98

травм снижалось качество и способность клубней к длительному хранению, увеличивалась потеря массы, снижалось содержание витамина С.

При изучении физико-механических свойств клубней проводили моделирование взаимодействия его структур с учетом неоднородности внутреннего строения. Клубень рассматривали как объемное физическое тело с псевдо-гиперупругими свойствами. Учитывали также неоднородность различных анатомических зон клубня картофеля. При внешнем механическом воздействии на поверхность клубня в его коре и сердцевине возникают волны, которые создают внутреннее напряжение. Они вызывают локальные деформации, выражающиеся в виде комбинаций пластического и объемного компонентов. Образуются зоны напряжения-растяжения, имитирующие вытеснение жидкости. В процессе волновой деформации возможен выход вакуолярной жидкости из клеток паренхимы и разрывы клеточной стенки вследствие ее недостаточной эластичности [7].

Проводились также многочисленные исследования с целью активизации процессов заживления полученных клубнями повреждений. Для стимуляции ранозаживляющих процессов использовали тепловой стресс клубней. Для этого проводили погружение их в воду, нагретую до 45 °C, где выдерживали в течение 10 минут. Наблюдение за изменениями физиологических процессов показало, что в местах нанесения травм увеличивалась активность лиазы и пероксидазы. Существенно повышалось количество фенолов и флавоноидов. В результате активации процессов метаболизма в местах заживления ран происходило интенсивное накопление суберина и лингина. За счет этого снижались потери веса, а также увеличивалась устойчивость к поражению патогенными микроорганизмами [8].

Разработана технология обработки растений картофеля перед уборкой биогенным фунгицидом с индуцированной устойчивостью (Stroby) на последующее заживление поврежденных клубней. В контрольном варианте для раневой перидермы требовалось от 2 до 4 недель. При этом происходила интенсивная потеря влаги из клубней, а также проникновение в паренхиму коры патогенных микроорганизмов. В варианте с обработкой Stroby отмечено снижение потерь веса клубней и их заболеваемости. Кроме того, в процессе формирования раневой перидермы увеличивалось количество суберина и лигнина, а также возрастала активность фитоалексинов.

Созревание клубня, формирование перидермы представляет собой сложный многофакторный процесс. Важная роль в нем принадлежит феллогену (вторичной меристематической ткани), за счет которой происходит прирост слоев феллемы (пробковой ткани) [9]. Она обеспечивает не только механическую устойчивость к внешним воздействиям, но также и противостояние агрессивной микрофлоре.

У клубней, которые получили механические травмы в процессе механизированной уборки картофелеуборочными копалками и комбайнами, транспортировки и закладки на хранение, сокращается период покоя. Ранняя активность апикальных меристем отмечена и у клубней, пораженных вредителями, а также возбудителями (например, Fusarium oxysporum S., Phytophthora infestans M.) болезней [10].

Результаты хранения клубней во многом зависят от их качества при закладке на хранение. Это, прежде всего - физиологическая и физическая зрелость растения. Физически незрелые клубни в большей мере подвержены повреждению кожуры. В

99

последующем это приводит к потере воды, а также поражению патогенными микроорганизмами в процессе хранения [11].

Один из основных факторов, которые в большей мере способствуют нанесению клубням травм различного характера и степени тяжести, является высота падения. Разработаны различные устройства для снижения перепада высот в процессе перемещения клубней по рабочим поверхностям механизмов картофелеуборочных комбайнов и загрузке их в транспортные средства, а также на доработку и хранение. Так, например, в конструкции подающего транспортера были использованы промежуточные валы и дополнительная звездочка (рис. 1). Это позволило более чем вдвое уменьшить высоту падения клубней при перемещении с ленты одного транспортера на поверхность другого транспортера или приемного бункера.

Headshaft sprocket

1

Рис. 1. Конструкция транспортера с дополнительными элементами для уменьшения

высоты падения клубней [12].

Еще один вариант конструкции для уменьшения высоты падения включает в себя несколько однотипных элементов вдоль оси вертикального перемещения клубней [13]. При этом в каждом последующем звене высота падения клубня ограничена размером элемента, а при их заполнении клубни перемещаются в закром без падения. В процессе работы функциональные элементы за счет вертикальных гибких тяг последовательно поднимают вверх, что позволяет осуществить заполнение емкости.

Материалы и методы

Для разработки способов и устройств, позволяющих уменьшить повреждаемость клубней картофеля в процессе перегрузки, транспортировки, затаривания в емкости мы создавали рабочие модели, а также изготавливали устройства, выполненные по рабочим чертежам и установленные в действующих картофелехранилищах.

При разработке устройств, позволяющих уменьшить повреждаемость клубней, учитывались все три основных фактора, оказывающих существенное влияние на конечный результат. Для изготовления моделей и действующих механизмов использовали следующие контактирующие с перидермой клубня материалы и объекты: дерево, резину, тканевый материал и насыпь клубней.

Для анализа видов и структуры повреждений клубней проводили учет по следующим фракциям. Травмы поверхности клубня в виде смещения и разрыва покровной ткани, в т.ч.:

- со слабой степенью травмы (перидерма повреждена на У поверхности клубня);

- со средней степенью интенсивности (перидерма повреждена на площади до У поверхности клубня);

- с сильной степенью травмированности (перидерма повреждена на площади более У поверхности клубня).

Повреждения паренхимы мякоти клубней:

- трещины длиной до 20 мм.

- трещины длиной более 20 мм.

Отрывы поверхностных слоев паренхимы и раздробление тела клубня. Кроме того, проводился учет клубней, получивших несколько различных по характеру травм. Результаты и обсуждение

Анализ теоретических положений и результатов многочисленных исследований показал, что имеется три основных фактора, которые оказывают сильное влияние на повреждаемость клубней картофеля. В том числе:

- высота падения клубней;

- характеристика контактирующей поверхности;

- угол траектории падения клубня на контактирующую поверхность.

Минимальное количество травм клубни получают при падении на поверхность рыхлой почвы и слой клубней. Это связано с тем, что в данных случаях кинетическая энергия вызывает не только возникновение зон напряжения в тканях клубня, но и частично нивелируется вследствие деформации как самого клубня, так и контактирующей поверхности.

При падении на твердую поверхность (дерево, металл) кинетическая энергия почти в полном объеме расходуется на формирование зон напряжения, а также волнового эффекта распространения в момент удара. Вследствие этого происходит разрыв перидермы и паренхимной ткани, появление трещин, срезов, смещения и отрыва поверхностных слоев.

Рассмотрим устройство (или выгрузной транспортер картофелеуборочного комбайна) для загрузки клубней в контейнер для последующей транспортировки и закладки на хранение (рис. 2 и 3). В нем использованы два фактора, обеспечивающие снижение повреждения клубней:

- стабилизация оптимальной высоты падения;

- регулировка угла траектории перемещения клубня относительно контактирующей поверхности.

В контрольном варианте (рис. 2) высота падения клубней, образующих первый, нижний слой, составляет сумму из двух постоянных и одной переменной:

X = Н + h - x, (1)

где: X - общая высота падения в контейнер первого слоя клубней; H - высота контейнера;

h - расстояние от поверхности подающей ленты конвейера до ближней к ней боковой стенки контейнера;

x - высота насыпи клубней в процессе загрузки.

101

Рис. 2. Возникновение ударных нагрузок в процессе заполнения пустого контейнера конвейером картофелеуборочного комбайна:

1 - верхняя поверхность движущейся конвейерной ленты;

2 - контактирующая поверхность;

3 - клубень картофеля;

А ■■■■► - зона первого контакта клубня с внутренней вертикальной поверхностью контейнера;

Б......► - зона наиболее интенсивного

воздействия клубня на дно контейнера.

Рис. 3. Кинематическая схема движения биологических объектов (клубней картофеля) по контактирующей поверхности контейнера:

1 - верхняя поверхность движущейся конвейерной ленты;

2 - приемная поверхность;

3 - направление движения нижней части контейнера;

4 - точка вращения контейнера;

5 - поверхность дна контейнера;

6 - клубень картофеля;

7 - опорная стойка.

В процессе перемещения клубня с ленты транспортера картофелеуборочного комбайна 1 в контейнер происходит последовательное увеличение его скорости. Это связано с тем, что к полученной от ленты транспортера скорости, добавляется ускорение свободного падения. Первый контакт клубня происходит с боковой стенкой контейнера (зона А), затем с поверхностью дна контейнера (зона В). В первом случае удар приходится по касательной под острым углом. В зоне «В» клубень сталкивается с поверхностью дна контейнера и получает удар максимальной силы.

В разработанном нами устройстве (рис. 3), на которое получен документ по охране интеллектуальной собственности (АС № 1426908), высота падения клубней регулируется за счет разворота принимающей стенки контейнера вокруг оси фиксатора 4. При этом происходит не падение клубня с ленты конвейера картофелеуборочного комбайна до дна контейнера, а скатывание по поверхности его принимающей стенки. По мере наполнения контейнера его разворачивают, перемещая дно вниз. За счет этого поступающие в емкость клубни скатываются уже по образовавшейся насыпи.

Устройство изготовлено в металле и использовано на плодоовощной базе в Великом Новгороде. Исследование эффективности его применения показало следующие результаты.

В контрольном варианте первый слой клубней высотой 25 см от дна контейнера, в процессе двойного удара (о боковую стенку, изготовленную из деревянных планок, а затем о дно контейнера с таким же материалом), получили травмы в виде поврежденной кожуры (42,5%) и мякоти (13,7%). Образовалась также фракция раздробленных клубней (0,7%), которые были дислоцированы на дне контейнера. Именно они загнивают в первую очередь и формируют очаги инфекции при хранении. При загрузке контейнера с использованием запатентованного устройства в таком же слое обнаружены только повреждения кожуры клубней (2,1%).

Аналогичное устройство наклона контейнеров имеет выпускавшийся мелкосерийно прицеп-контейнеровоз конструкции ИАЭП [14].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Для загрузки клубней картофеля в бункер-накопитель нами разработано устройство (рис. 4), которое позволяет в течение длительного времени стабилизировать высоту падения поступающих в бункер клубней в пределах оптимальных параметров. Поскольку представленная схема подготовлена для выполнения рабочих чертежей и изготовления рабочей модели, чтобы не перегружать текст мы используем лишь некоторые обозначения, которые необходимы для описания принципа работы устройства.

Рис. 4. Устройство для заполнения бункера Рис. 5. Устройство для заполнения накопителя клубнями картофеля. контейнера клубнями картофеля из

бункера накопителя.

Приемный бункер представлен металлическим корпусом 1, внутри которого расположен эластичный накопитель 2. В исходном положении гибкие тяги 21 при

помощи электромотора 27 поднимают эластичный накопитель 2 вверх. Его положение фиксируется посредством верхнего концевого выключателя 24. На первом этапе загрузки эластичного накопителя 2 в момент касания клубнями контроллера верхнего рабочего уровня насыпи 30 на электромотор 27 поступает сигнал для перемещения эластичного накопителя 2 вниз. Движение продолжается до тех пор, пока не произойдет контакт планки 8 с нижним концевым фиксатором 13. В результате этого отключается электромотор 27 и движение эластичного накопителя 2 прекращается.

Одновременно поступает команда на открытие выгрузного отверстия 6 эластичного накопителя 2. При этом контроллер верхнего рабочего уровня насыпи 30 переключают на загрузочный режим работы. В процессе дальнейшего поступления клубней в эластичный накопитель 2 контроллер верхнего рабочего уровня насыпи 30 входит в контакт с насыпью клубней и дает команду для перемещения эластичного накопителя 2 вверх, что позволяет выгружать клубни в бункер накопитель 1 до полного его заполнения. В дальнейшем рабочий режим устройства обеспечивает постоянный уровень насыпи клубней в оптимальном диапазоне.

Следует отметить, что выгрузку клубней из бункера накопителя можно осуществлять сразу в несколько контейнеров, поскольку устройства могут фиксироваться в нескольких точках наклонной части бункера.

Для снижения повреждаемости клубней при выгрузке из бункера накопителя в контейнер разработано устройство с телескопическим принципом действия (рис. 5).

Устройство (рис. 5) содержит телескопический выгрузной канал из нескольких автономных секций 5-7, которые соединены между собой подвижно с возможностью перемещения внутри полости. Перед началом загрузки лепестки 3 заслонки отверстия патрубка бункера накопителя перекрывают. Створки 8 концевой заслонки устройства посредством гибких тяг 10 и электромотора 19 переводят в горизонтальное положение и перекрывают за счет этого выгрузное отверстие. При помощи гибких тяг 11 телескопический выгрузной канал складывают, при этом створки 8 концевой заслонки входят в контакт с лепестками 3 заслонки отверстия патрубка бункера накопителя.

Пустой контейнер размещают под загрузочным устройством. Лепестки 3 заслонки отверстия патрубка бункера накопителя открывают. При помощи гибких тяг 11 автономные секции 5-7 перемещают вниз, и клубни заполняют полость телескопического выгрузного канала. При заполнении нужного объема телескопического выгрузного канала клубнями лепестки 3 заслонки отверстия патрубка бункера накопителя перекрывают. Автономные секции 5-7 перемещают вниз до контакта створок 8 концевой заслонки с дном контейнера. В момент касания при помощи гибких тяг 11 створки 8 концевой заслонки открывают. В процессе перемещения автономных секций 5 -7 вверх происходит заполнение контейнера клубнями картофеля без падения. Загрузочное устройство переходит в исходное рабочее положение и цикл завершается.

Заключение

Растение картофеля представляет собой весьма пластичный организм, норма реакции вида Solanum tuberosum L. позволяет получать высокие урожаи в различных климатических зонах. Вместе с тем метаморфизированные подземные побеги, которыми по ботаническим критериям являются клубни, содержат большое количество воды. Особую опасность в этом плане представляют клубни, которые в процессе уборки, транспортировки и закладки на длительное хранение получили механические

104

повреждения в виде содранной кожуры, трещин, повреждения паренхимной ткани, а также срезов.

Разработанный способ и устройство для загрузки клубней картофеля в контейнер для последующей транспортировки и закладки на хранение обеспечивает снижение повреждения клубней за счет стабилизации высоты падения и регулировки угла траектории перемещения клубня относительно контактирующей поверхности.

Для загрузки клубней картофеля в бункер-накопитель разработаны устройства, которые позволяют в течение длительного времени стабилизировать высоту падения поступающих в бункер клубней в пределах заданных параметров за счет использования гибкого накопителя или телескопического выгрузного канала из нескольких автономных секций.

В связи с этим можно утверждать, что проблема разработки технологий и механизмов, позволяющих уменьшить повреждаемость клубней в процессе уборки, транспортировки и закладки на хранение является весьма актуальной.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Орешин Е.Е., Захаров А.М. Повышение качества товарного картофеля // Техника в сельском хозяйстве. 2012. № 1. С. 8-9.

2. Maksimov D.A., Minin V.B., Perekopskiy A.N., Zakharov A.M. Technological solutions for the cultivation of potatoes in the organic farming agroecosystem // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 262:03026. D01:10.1051/e3sconf/202126203026.

3. Евдокимова Н.А., Захаров А.М., Максимов Д.А. и др. Технологии органического производства сельскохозяйственной продукции растениеводства в условиях СевероЗападного региона Российской Федерации. Материалы международного проекта «Экологически дружественное умное органическое сельское хозяйство - EFSOA». СПб: ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, 2021. 140 с.

4. Lulai E.C. The roles of phellem (skin) tensile-related fractures and phellogen shear-related fractures in susceptibility to tuber-skinning injury and skin-set development. Amer J of Potato Res 2002. Vol.79: 241. D0I:10.1007/BF02986356

5. Nikara S., Ahmadi E., Nia A. A. Finite element simulation of the micromechanical changes of the tissue and cells of potato response to impact test during storage by scanning electron microscopy. Postharvest Biology and Technology. 2020. Vol. 164: 111153 DOI: 10.1016/j.postharvbio.2020.111153

6. Kuyu C. G., Tola Y. B., Abdi G. G. Study on post-harvest quantitative and qualitative losses of potato tubers from two different road access districts of Jimma zone, South West Ethiopia. Heliyon, 2019. Vol. 5. Issue 8, e02272, DOI: 10.1016/j.heliyon.2019.e02272.

7. Bol M., Seydewitz R., Leichsenring K., Sewerin F. A phenomenological model for the inelastic stress-strain response of a potato tuber. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2020. Vol. 137, 103870

8. Yanga R., Hana Y., Hana Z., Ackaha S., Lia Z., Bia Y., Yanga Q., Pruskyab D. Hot water dipping stimulated wound healing of potato tubers. Postharvest Biology and Technology. 2020. Vol. 167, 111245.

9. Lulai E. C., Freeman T. P. The importance of phellogen cells and their structural characteristics in susceptibility and resistance to excoriation in immature and mature potato tuber (Solanum tuberosum L.) periderm. Annals of Botany. 2001. Vol. 88, pp. 555-561.

10. Beukema H. P., van der Zaag D. E. Introduction to potato production. Wageningen: Pudoc. 1990. 208 p. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://edepot.wur.nl/411163 (дата обращения 27.03. 2022).

11. Sabba R. P., Bussan A. J., Michaelis B. A., Hughes R., Drilias, M. J., Glynn M. T. Effect of planting and vine-kill timing on sugars, specific gravity and skin set in processing potato cultivars. American Journal of Potato Research. 2007. Vol. 84, pp. 205-215.

12. Thornton M., Bohl W. (eds.) Preventing potato bruise damage [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.extension.uidaho.edu/publishing/pdf/bul/bul0725.pdf (дата обращения 21.03.2022).

13. Hesen J. C., Kroesbergenf E. Mechanical damage to potatoes I. Eur. Potato J. 1960. Vol. 3. No.1 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://core.ac.uk/download/pdf/29395623.pdf (дата обращения 17.03. 2022).

14. Романовский Н.В., Гузанов М.С. Технологии механизированной уборки белокочанной капусты // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. № 1. С. 49-52.

REFERENCES

1. Oreshin E.E., Zakharov A.M. Povyshenie kachestva tovarnogo kartofelya [Improving the quality of commercial potatoes]. Tekhnika v sel'skom khozyaistve. 2012. No. 1: 8-9 (In Russian)

2. Maksimov D.A., Minin V.B., Perekopskiy A.N., Zakharov A.M. Technological solutions for the cultivation of potatoes in the organic farming agroecosystem. E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 262:03026 (In English) DOI:10.1051/e3sconf/202126203026.

3. Evdokimova N.A., Zakharov A.M., Maksimov D.A. et al. Tekhnologii organicheskogo proizvodstva sel'skokhozyaistvennoi produktsii rastenievodstva v usloviyakh Severo-Zapadnogo regiona Rossiiskoi Federatsii [Technologies of organic production of farm crops under conditions of the North-West Region of the Russian Federation]. Materials of International Project "Environmentally Friendly Smart Organic Agriculture - EFSOA", Saint Petersburg: IEEP -branch of FSAC VIM, 2021. 140 p. (In Russian)

4. Lulai E.C. The roles of phellem (skin) tensile-related fractures and phellogen shear-related fractures in susceptibility to tuber-skinning injury and skin-set development. Amer J of Potato Res 2002. Vol.79: 241. DOI:10.1007/BF02986356

5. Nikara S., Ahmadi E., Nia A. A. Finite element simulation of the micromechanical changes of the tissue and cells of potato response to impact test during storage by scanning electron microscopy. Postharvest Biology and Technology. 2020. Vol. 164: 111153. DOI: 10.1016/j.postharvbio.2020.111153

6. Kuyu C. G., Tola Y. B., Abdi G. G. Study on post-harvest quantitative and qualitative losses of potato tubers from two different road access districts of Jimma zone, South West Ethiopia. Heliyon, 2019. Vol. 5. Issue 8: e02272, DOI: 10.1016/j.heliyon.2019.e02272.

7. Bol M., Seydewitz R., Leichsenring K., Sewerin F. A phenomenological model for the inelastic stress-strain response of a potato tuber. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2020. Vol. 137: 103870

8. Yanga R., Hana Y., Hana Z., Ackaha S., Lia Z., Bia Y., Yanga Q., Pruskyab D. Hot water dipping stimulated wound healing of potato tubers. Postharvest Biology and Technology. 2020. Vol. 167: 111245.

9. Lulai E. C., Freeman T. P. The importance of phellogen cells and their structural characteristics in susceptibility and resistance to excoriation in immature and mature potato tuber (Solanum tuberosum L.) periderm. Annals of Botany. 2001. Vol. 88: 555-561.

10. Beukema H. P., van der Zaag D. E. Introduction to potato production. Wageningen: Pudoc. 1990. 208 p. [online]. Available at: https://edepot.wur.nl/411163 (accessed 27.03. 2022).

11. Sabba R. P., Bussan A. J., Michaelis B. A., Hughes R., Drilias, M. J., Glynn M. T. Effect of planting and vine-kill timing on sugars, specific gravity and skin set in processing potato cultivars. American Journal of Potato Research. 2007. Vol. 84: 205-215.

12. Thornton M., Bohl W. (eds.) Preventing potato bruise damage [online]. Available at: https://www.extension.uidaho.edu/publishing/pdf/bul/bul0725.pdf (accessed 21.03.2022).

13. Hesen J. C., Kroesbergenf E. Mechanical damage to potatoes I. Eur. Potato J. 1960. Vol. 3. No.1 [online]. Available at: https://core.ac.uk/download/pdf/29395623.pdf (accessed 17.03. 2022).

14. Romanovskii N.V., Guzanov M.S. Tekhnologii mekhanizirovannoi uborki belokochannoi kapusty [Technologies of mechanized harvesting of white cabbage]. Sel'skokhozyaistvennye mashiny i tekhnologii. 2014. No. 1: 49-52 (In Russian)

УДК 631.171:55

ВЫБОР ГРУЗОПОДЪЁМНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

ПРИ ЗАГОТОВКЕ КОРМОВ ИЗ ПОДВЯЛЕННЫХ ТРАВ

А.М. Валге, д-р. техн. наук А.И. Сухопаров, канд. техн. наук

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия.

В статье рассмотрен подход к определению расчётной оптимальной грузоподъёмности транспортных средств, применяемых при транспортировке подвяленных трав с поля к месту закладки их на хранение в зависимости от производительности кормоуборочного комбайна и времени движения транспортных средств. Основными показателями транспортного средства являются его грузоподъёмность и скорость движения. Основное требование к уборочно-транспортному комплексу заключается в обеспечении бесперебойной работы уборочной машины, что достигается, как правило, избытком транспортных машин. При этом возникают их простои и, следовательно, дополнительные затраты. Согласованная работа уборочной машины и транспортных средств в конкретных полевых условиях и производительности уборочной машины достигается при оптимальной грузоподъёмности транспортного средства. Теоретические исследования показали, что грузоподъёмность прямо пропорционально зависит от времени движения транспортного

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.