CC BY
32
2. Определены фактор разделения и условия вибрации лопастного ротора, позволяющие задаться необходимыми минимальными значениями основных параметров вибрационно-центробежной центрифуги для эффективного разделения пивной дробины на густую и жидкую фракции.
Литература
1. Кирсанов В.В. Механизация и технология животноводства: учебник / В.В. Кирсанов [и др.]. М.: ИНФРА-М, 2013. 585 с.
2. Рециклинг отходов в АПК: справочник / И.Г. Голубев [и др.]. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2011. 296 с.
3. Батищева Н.В. Инновационные способы утилизации пивной дробины // Научное обозрение. Технические науки. 2016. № 6. С. 10-14.
4. Балашов О.Ю., Утолин В.В., Лузгин Н.Е. Особенности получения прессованных кормов из побочных продуктов пивоваренного производства // Аграрный вестник Верхневолжья. 2018. № 1 (22). С. 50-54.
5. Устройство для обезвоживания пивной дробины : пат. 157095 Рос. Федерация. № 2015129920; заявл. 20.07.2015; опубл. 20.11.2015. Бюл. № 32.
6. Пат. 172014 Рос. Федерация. № 2016124822. Устройство для обезвоживания пивной дробины; заявл. 21.06.2016; опубл. 26.06.2017. Бюл. № 18.
7. Николаев В.Н., Ахметвалиев М.С., Литаш А.В. Результаты экспериментальных исследований вибрационно-центробежной установки для разделения пивной дробины // Аграрный вестник Урала. 2017. № 4 (158). С. 57—61.
8. Ахметвалиев М.С., Николаев В.Н., Литаш А.В. Теоретическое определение выхода жидкой фракции пивной дробины в вибрационно-центробежной центрифуге // Аграрный вестник Урала. 2017. № 8 (162). С. 56-59.
9. Соколов В.И. Современные промышленные центрифуги. М.: Машиностроение, 1967. 523 с.
10. Дарханов А.И. Разработка и обоснование основных параметров вибрационно-центробежной установки для разделения пивной дробины на жидкую и густую фракции: дис. ... кан,д. техн. наук. Челябинск, 1994. 167 с.
11. Соколов В.И. Современные методы разделения суспензий и эмульсий // Журнал Менделеевского общества. 1965. № 1. 34-43 с.
Устройство для досвечивания рассады при массовом производстве
В.А. Шилин, к.т.н, профессор, О.А. Герасимова, к.т.н., В.В. Морозов, д.т.н., профессор, ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА; В.В. Шахов, д.т.н., профессор, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ
Выращивание рассады при массовом производстве и в домашних условиях проблематично из-за недостатка освещённости, что связано с тем, что начало выращивания приходится на окончание зимы — февраль. При необходимой суточной освещённости (светового дня) 12—16 часов с 06.00 до 20.00 ч фактически имеется 6—7 часов активной дневной освещённости. Недостаток освещённости должен восполняться досвечиванием.
Материал и методы исследования. В массовых условиях выращивание рассады чаще всего производится на специальных стеллажах. Для более эффективного развития растений необходимы освещённость растений со всех сторон (сверху и по бокам) и светильники с холодным светом максимальной высоты до 0,5 м [1]. По мере получения всходов и развития растений надо изменять высоту светильников в зависимости от состояния растений, требуется использование специальных мер для их активного развития. Целесообразны определённые средства электромеханизации (и автоматизации) для изменения высоты облучения, изменения спектрального состава света и соблюдения определённого светового режима. Условием выполнения работ принимается минимизация затрат труда и низкая стоимость комплекса технических средств по сравнению с аналогами. Кроме того, принимается ещё одно условие, исходное — выращивание рассады для последующей пикировки, при котором семена засеваются в грунт густо, а по достижении необходимого роста
и развития осуществляется их перенос на большие площади.
Результаты исследования. На основе вышеизложенных требований разработана рекомендуемая поточно-технологическая линия производства рассады с досвечиванием (рис. 1).
Освещение планируется осуществлять с помощью устройства (рис. 2) со светодиодными линейными алюминиевыми светильниками 1 и 2, а для изменения высоты — приспособлением на основе ножничного механизма 3, установленного между пластиковыми поддонами 4. Спектральный состав света рассчитан на досвечи-вание растений при изменяющемся их биологическом состоянии.
На рисунке 2 Б приведена схема линейного многорядного светильника из алюминиевых плат со светодиодами красными и синими в количестве по 144 шт.
Подъём плат, смонтированных в центральной части устройства на механизме ножничного типа, по мере роста растений осуществляется за счёт винтового механизма 6.
Увлажнение (полив) грунта (торфо-опилочного субстрата или других компонентов) производится с помощью полива распылением, вода с минеральным питанием подаётся по магистральным и распределительным трубопроводам 5.
Светильники рассчитаны на освещение сверху и по бокам растений. На каждой из линейных плат светодиоды размещены в несколько рядов: в каждом ряду в центральной части размещены светодиоды холодного света (два ряда), светодиоды красного света и светодиоды синего света (по два ряда). Каждый ряд включается в зависимости от текущего состояния растений. Требуемая мощность
Рис. 1 - Схема поточно-технологической линии выращивания рассады с досвечиванием для массового производства
на каждую установку равна 40 Вт. Используются светодиоды марки Наос 40—100 Вт [2, 3].
Принимается три режима досвечивания с длинами волн: по дневному свету, по красному излучению — 660 нм в период времени с 06.00 до 10.00 и с 18.00 до 22.00 (по умолчанию), синему излучению — 440 нм с 10.00 до 18.00 (по умолчанию). Красное излучение ускоряет рост и цветение, синее интенсифицирует развитие растений и укрепляет их на стадии вегетатации, развивает корневую систему. Обеспечение максимального светового потока для принятых культур должно быть на уровне 12000 Лм [4]. Используется автоматическое выключение и включение режимов и периодов освещённости (рис. 3).
Предусматривается экономичный подогрев воды и уничтожение болезнетворных микробов и спор вредоносных грибков ультразвуком (рис. 4). Температура воды устанавливается в пределах 22—25°С.
Электрическая часть установки состоит из цепи управления нагревательным элементом и включения измерительных устройств и электродвигателей насосов, мешалки и терморегулятора (рис. 5).
Устройство и принцип действия установки следующий. В закрытой цилиндрической ёмкости 2 размещены пьезоисточники 4 ультразвуковой
Подача воды для полива 1
пг
Вид А
Рис. 2 - Устройство для выращивания рассады с досвечиванием:
1 - светильник верхний; 2 - светильник боковой; 3 - ножничный механизм подъёма (опускания) плат; 4 - пластиковые поддоны; 5 - трубопровод полива рассады; 6 - винтовой механизм подъёма плат стяжкой; Б - размещение светодиодов на платах
2
3
5
6
Рис. 3 - Принципиальная схема системы освещения рассады
Рис. 4 - Генератор УЗ-колебаний
Рис. 5 - Схема установки ультразвукового подогрева воды (А) с электрической схемой управления (В) оборудованием
15
Подача воды на полив
А
м3
1&-
1
3
А В
л Л
ом1
5В1 КТ13 В2
КМ1
К VII
\
К-
КТ {}
,КМ1
(1 (М2) М3 Насос 1 МЕшалка Насос 2
16
12
17
М2
13
11
10
14
-9- 18
М1
4
1
2
8
Б
пч
обработки для подогрева воды с водопроводом 5 (змеевикового типа). Вода с питательной средой. Устройство подогрева воды функционирует от оригинального генератора ультразвуковых колебаний 1. Поток воды при закрытом вентиле 6 по трубопроводу с вентилем 7 после УЗ-обработки направляется в смеситель 9 с закрытой крышкой 18. Из смесителя вода направляется по трубопроводу 15 с помощью центробежного насоса М1 на УЗ-обработку для нагрева, совершая поточность в замкнутой системе. В смесителе поддерживается определённый уровень минерального питания добавлением первичного раствора в поливную воду и размешиваемого с помощью мешалки 8. При необходимости изменения уровня обогащения воды подготавливается первичный раствор в ёмкости 16, который сливается через кран 17 в ёмкость 13. Оттуда открытием крана 10 раствор сливается в смеситель 9 и перемешивается мешалкой 8. Контроль за уровнем обогащения минеральным питанием осуществляется путём анализа состояния пробы, отобранной с помощью пробоотборника 11. Таким же образом осуществляется определение уровня загрязнённости болезнетворными микробами и спорами вредоносных грибков в исходном, первичном растворе. В этом случае также используется пробоотборник.
Второе направление при закрытом вентиле 7 проходит через вентиль 6 для заполнения ёмкости 13 с первичным раствором и слива оттуда в
резервуар 9 при подготовке обогащённой поливной рабочей жидкости. При этом рабочая жидкость с необходимой температурой в последующем направляется с помощью тройникового крана 12 на полив растений. При работе ультразвуковой системы в резервуаре 2 возможно излишнее повышение температуры воды как следствие кавитационных процессов. Для охлаждения воды при её повышении более 25—26°С в ёмкости 2 включается электродвигатель М3 с помощью терморегулятора, при этом осуществляется циркуляция рабочей жидкости из ёмкости 2. Контроль температуры осуществляется с помощью термометров 3 из верхнего и нижнего уровней.
Электрическая схема позволяет включить установку в работу, автоматически отключить и включить через определённые заданные промежутки времени насосы, автоматически включить и отключить насос М3 при достижении определённой температуры охладителя в резервуаре 2 с ультразвуковым устройством. Кроме того, предусмотрена возможность регулирования производительности насоса М1 путём изменения частоты вращения ротора или уменьшения проходного сечения с помощью вентиля на выходном трубопроводе.
На рисунке 4 приведена схема оригинального генератора ультразвуковых колебаний с частотой 20—60 кГц [5].
Применяется пьезоэлектрический преобразователь к трубопроводу змеевикового типа [6].
Содержание примесей в исходном рабочем составе
Оцениваемый параметр Содержание
допустимый предельно-допустимый не допустимый
Электропроводность (ЕС), мСм/см <0,5 <1,0 >1,0
Хлор (С1), ммоль/л <1,5 <3,0 >3,0
Бикарбонат (приводит к повышению <5 <10 >10
уровня рН) (НСО3), мг/л
Натрий (№), моль/л <1,5 <3,0 >3,0
Измерение электрических параметров, а также входных и выходных параметров установки производилось с помощью соответствующих приборов.
Электрическая схема установки приведена на рисунке 5.
Объём ёмкости для подготовки поливной воды равен 5—6 м3. С целью уменьшения теплопотерь через стенки ёмкости предусмотрен слой изоляционного материала «Пенофол».
Важнейший показатель качества питательного раствора, на основании которого устанавливается наличие солей в растворе, является электропроводность. Электропроводность (ЕС) измеряется в мСм/см (тБ/ст) при 25°С.
Возможны к использованию определённые допустимые уровни. Допустимые уровни значений ЕС и других основных включений в исходной дистиллированной воде установлены на основе опыта выполнения УЗ-обработки и анализа проб на предмет установления бактериальной обсеме-нённости жидкости (табл.).
Дистиллированная вода (как исходная жидкость для приготовления маточных растворов удобрений) практически не содержит питательных веществ, поэтому необходима постоянная капельная подача питательного раствора с контролем уровня бактериального загрязнения поливной воды.
Выводы
1. Внедрение устройства для досвечивания в условиях массового производства рассады позволит интенсифицировать рост и развитие растений с улучшением их состояния.
2. К преимуществам разработки относятся возможность настройки спектра под любой вид микрорастений и рассады.
3. Устройство отличается простотой при его сборке, демонтаже и эксплуатации.
4. Система эффективна при повышении роста и развития рассады и снижении затрат на обслуживание при относительно низкой стоимости всех элементов поточно-технологической линии.
5. В отличие от аналога (UnionPoverStar-40W-T) установка снабжена датчиком влажности и сигнализацией о необходимости полива, датчиком освещённости, переключения светового режима, получения низкозатратного тепла для подогрева воды и почвы.
Литература
1. Баранов А.А., Захаров В.А. Светотехника и электротехнология. М.: КолосС, 2006.
2. Тихомиров А.А., Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я. Спектральный состав света и продуктивность растений: монография. Новосибирск: Наука, 1991. 168 с.
3. Юферев Л., Соколов А., Юферева А. Резонансная светодиодная система освещения для закрытого грунта // Полупроводниковая светотехника. 2014. Т. 2. № 28. С. 78—80.
4. Ракутько С.А. Энергоэкология светокультуры — новое междисциплинарное научное направление / С.А. Ракутько, А.Е. Маркова, А.П. Мишанов [и др.] // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2016. № 90. С. 14-28.
5. Самарин Г.Н. Инновации в действии: разработка генератора ультразвуковых колебаний / Г.Н. Самарин, Е.В. Шилин, Д.Ю. Кривогузов [и др.] // Известия Великолукской ГСХА. 2017. № 1 (17). С. 51-55.
6. Пат. 2510850 С2 РФ МПК A01J 11/00,A23L3/30, 0)2F 1/36. Устройство для ультразвуковой обработки молока / А.В. Родионова, А.Г. Васильев, Г.В. Новикова; патентообладатель А.В. Родионова; заявл. 29.01.2013; опубл. 10.04.2014.
Устройство для поения коров подогретой водой
Г.П. Юхин, д.т.н., профессор, А.А. Катков, к.т.н., П.В. Ковалёв, соискатель, ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ
Вода играет важную роль в производстве молока, она регулирует температуру тела и многие другие функции организма у молочного скота. Для производства 1 кг молока коровам требуется более 4 л воды [1]. Для поения коров используют воду, отвечающую в основном требованиям к питьевой воде. Тёплую воду температурой выше 27°С коровы пьют неохотно [2-8]. Но и холодную воду с температурой ниже 8—12°С коровам выпаивать нежелательно. В связи с этим в зимнее время не-
обходимо подогревать воду для поения коров, на что требуются значительные затраты энергии. Наибольшее потребление воды животными происходит после кормления и доения коров. В это же время работают холодильные установки для охлаждения парного молока. И если для охлаждения фреона холодильной установки использовать холодную питьевую воду, то будет получена значительная экономия энергоресурсов.
Материал и методы исследований. С целью обеспечения бесперебойного снабжения коров водой оптимальной температуры нами разработано устройство для поения коров подогретой во-
