CC BY
12Burobin, А.М. Korolev, K.P. Andreev.№ 2008110353/12; zyavl.20.03.08; opubl.10.08.09, Bul. № 22.
6. Samozagruzhaushiysya razbracyvatel' udobreniy: pat. RU 2 363 135 С1, RF, MPK А01С17/00 / V.N. Burobin, А.М. Korolev, K.P. Andreev.№ 2008110354/12; zyavl.20.03.08; opubl.10.08.09, Bul. № 22.
7. Samozagruzhaushiysya razbracyvatel' udobreniy: pat. RU 2 490 856 С1, RF, MPK А01С17/00 / V.N. Burobin, А.М. Korolev, KP Andreev.№ 2008110354/12; zyavl.29.01.11; opubl. 27.08.13, Bul. № 24.
УДК 636.085.522.55
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ НА ПРИГОТОВЛЕНИЕ СИЛОСА В МЯГКИХ ВАКУУМИРОВАННЫХ КОНТЕЙНЕРАХ
БЕЗНОСЮК Роман Владимирович, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии металлов и ремонта машин, romario345830@rambler.ru
БОГДАНЧИКОВ Илья Юрьевич, канд. техн. наук, доцент кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка, mc62@mail.ru
КОСТЕНКО Михаил Юрьевич, д-р техн. наук, профессор кафедры технологии металлов и ремонта машин, km340010@rambler.ru
РЕВИЧ Яков Львович, канд. техн. наук, ст. научн. сотрудник, revich.yakov@yandex.ru РЕМБАЛОВИЧ Георгий Константинович, д-р техн. наук, зав. кафедрой технологии металлов и ремонта машин, rgk.rgatu@yandex.ru
Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева При приготовлении силоса в мягких вакуумированных контейнерах плотность зеленой массы является важным фактором данного процесса, так как от нее зависит качество получаемого продукта. Обеспечение необходимой плотности, возможность создания оптимальных влажностных режимов способны повысить эффективность процесса приготовления силоса. Исследования по силосованию показали, что плотность, выделение сока, эффективность созревания силоса зависят от длины резки. Программа экспериментальных исследований включала в себя: исследование фракционного состава зеленой массы (силосной резки); исследование влияния усилий сжатия на плотность зеленой массы и на выделение силосного сока; исследование влияния средней длины силосной резки и плотности массы на выделение силосного сока. Для определения выхода сока при различной степени уплотнения зеленую массу предварительно разделяли на фракции. Разделенную на фракции силосную резку помещали в прибор для исследования влияния сжимающих напряжений на плотность силоса. При сжатии силоса через отверстия в направляющей трубе выделялся силосный сок, который собирался в лотке на основании в мерную емкость. Исследования показали, что при вакуу-мировании силосной массы с избыточным давлением около 0,1 МПа и влажностью 72% происходило ее уплотнение с увлажнением. При этом выделения свободного силосного сока не происходило. В ходе проведенных исследований получены зависимости влияния длины резки и плотности массы на выделение силосного сока. Таким образом, заготовка силоса в мягких вакуумированных контейнерах способна обеспечить сохранение сока в силосной массе, что повышает питательность силоса и исключает загрязнение окружающей среды.
Ключевые слова: приготовление силоса, мягкие вакуумированные контейнеры, плотность силосной резки, выделение силосного сока.
3) исследование влияния средней длины силосной резки и плотности массы на выделение силосного сока.
Объект и методика исследований Объектом исследований являлся технологический процесс приготовления силоса, в том числе с применением мягких вакуумированных контейнеров; предмет исследований - взаимосвязи между усилиями сжатия, плотностью, фракционным составом зеленой массы и выделением силосного сока. Уборка велась силосоуборочным комбайном Claas Jaguar 980 в условиях сельскохозяйственного предприятия ООО «Вакинское Агро» Рыб-новского района Рязанской области. Исследования проводились в период массовой заготовки кукурузы восковой спелости на силос (сентябрь
Введение
Обоснование рациональной длины резки, необходимой для приготовления и последующего хранения качественного силоса в мягких вакуумированных контейнерах с учетом плотности, усилия уплотнения и других параметров зеленой массы, закладываемой на хранение, является актуальной народнохозяйственной задачей.
В программу экспериментальных исследований, результаты которых представлены в данной статье, входили следующие основные положения:
1) исследование фракционного состава зеленой массы (силосной резки);
2) исследование влияния усилий сжатия на плотность зеленой массы и на выделение силосного сока;
© Безносюк РВ., Богданчиков И.Ю., Костенко М.Ю., Ревич Я.Л., Рембалович Г.К., 2016 г.
2016 года) на базе предприятия и в лабораторных условиях ФГБОУ ВО РГАТУ. Исследование фракционного состава зеленой массы (п.1 программы исследований) проводилось по стандартным методикам, описанным в ГОСТ 54782-2011, ГОСТ 55986-2014 и отраслевых стандартах, а также по оригинальным методикам, созданным на их основе.
В процессе приготовления силоса в мягких ва-куумированных контейнерах силосная резка подвергается молочнокислому брожению, что может оказывать воздействие на состояние мягкого ва-куумированного контейнера: изменение температуры, давления может оказывать дополнительное воздействие на герметичную оболочку [1, 2]. С
другой стороны, обеспечение необходимой плотности, ограниченность объема, равномерное распределение консервантов, возможность создания оптимальных влажностных режимов способно ускорить процесс приготовления силоса [3, 4].
Для определения плотности силосной массы и количества выделяемого сока производили предварительный рассев силосной резки. Для этого были изготовлены решета с различным размером ячеек, которые были объединены в блок (рис. 1). Блок подвешивался на основании. Размер ячеек выбирался, с учетом рекомендаций проведенных исследований [5] и характеристик комбайнов, от 10 до 30 мм (с шагом 10 мм). Время разделения силосной массы составляло около 200 с.
1 - рассев; 2 - поддон; 3 - силосная резка Рис. 1 - Общий вид лабораторного рассева
Силосную массу, подлежащую разделению на фракции, взвешивали на лабораторных весах с точностью до 5 грамм. Массу навески для получения достоверных результатов брали около 4-5 кг. После рассева силосной массы взвешивали остатки на каждом решете для определения процентного соотношения каждой фракции и определения среднего размера резки.
Анализ исследований по силосованию [6,7,8,9] показал, что плотность, выделение сока, эффективность созревания силоса зависят от длины резки. Силосную массу насыпали в рассев с 3-мя решетами и поддоном. Размер ячеек решет брали 10х10 мм, 20х20 мм и 30х30 мм. Таким образом, учитывались четыре фракции: менее 10 мм, от 10 до 20 мм, от 20 до 30 мм и свыше 30 мм. Опыты выполнялись в трехкратной повторности, результаты представлены на рисунке 2.
4000
няются и не оказывают существенного влияния на концентрацию напряжений вакуумной полиэтиленовой оболочки. Кроме того, измельчение способствует увлажнению силосной массы, особенно при небольшой влажности кукурузы восковой спелости.
Для расчета средней длины силосной резки использовалось выражение
, (м1-г1)+(м2-г2)+(м3-г3)+(м4-г4)
сред
(1)
силосная резка
■ менее 10 мм ■ от 10 мм до 20 мм I от 20 мм до 30 мм ■ свыше 30 мм
Рис. 2 - Диаграмма распределения длины силосной резки при закладке в мягкие вакуумиро-ванные контейнеры Анализ диаграммы показывает, что наибольший удельный вес имеют фракции менее 10 мм, от 10 до 20 мм. Данные фракции хорошо уплот-
(М1+М2+М3+М4)
где 1сред - средняя длина силосной резки в момент закладки в мягкие вакуумированные контейнеры, мм;
М1 ,..., М4 - масса фракции силосной резки после рассева, кг;
11 ,..., 14 - средняя длина силосной резки каждой фракции, мм.
В результате расчета средняя длина резки для проб составила 9 мм.
Для определения выхода сока из силосной массы при различной степени уплотнения силосную массу предварительно раздели на фракции. Разделенную на фракции силосную резку помещали в прибор для исследования влияния сжимающих напряжений на плотность силоса (рис. 3).
Прибор работает следующим образом. В направляющий цилиндр закладывается проба силосной массы с определенным размером резки и влажности (характеризует спелость силосных культур). Вес и влажность пробы определяется предварительно. Сжатие пробы силоса производили с помощью гидравлического домкрата через упорную трубу. При сжатии силоса через отвер-
стия в направляющей трубе выделялся силосный сок, который собирали с помощью лотка на основании. Величина давления рассчитывается на основании давления возникающего в домкрате с учетом площади поперечного сечения направляющей трубы.
При сжатии силосной резки в направляющей трубе происходит смещение подпружиненной площадки, усилие сжатия определяют по средней величине сжатия тарированных пружин, установленных между площадкой и основанием. Величина усилия определяется по формуле:
Г = С ■ К
1с 11 п
(2)
где Fc - усилие сжатия пробы сена, Н; Сп - коэффициент жёсткости блока пружин, Н/м;
^ - перемещение подпружиненной площадки, м.
Г -—У™ Г „ ¿Л = 14
1пр
ш
(3)
где ппр - количество пружин в блоке, шт; С . - коэффициент жёсткости 1-ой пружины, Н/м.п'
При последовательной установке пружин коэффициент жёсткости рассчитывали по формуле:
с„ = (А ■ с2)ксх + с2)
Перемещение подпружиненной определяли по формуле: 1
к = "и
п
пр
■I?
=1Й
ш
(4)
площадки
(5)
1 - станина, 2 - гидравлический домкрат, 3 - упорная труба с уплотняющей площадкой, 4 - направляющий цилиндр, 5 - подвижное основание, 6 - тарированные пружины Рис. 3 - Общий вид прибора для исследования влияния сжимающих напряжений на плотность силоса Жесткость блока пружин определяли с учетом способа установки и коэффициента жесткости пружин. Коэффициент жёсткости блока пружин при параллельной установке пружин рассчитывали по формуле:
ную машину Р 5. Каждой пружине присваивался номер, и снималась диаграмма сжатия, на основании чего устанавливался коэффициент жесткости. Блок пружин из 8 пружин по 2 штуки на четырех стойках формировался с учётом коэффициентов жёсткости каждой пружины, для равномерного перемещения подпружиненной площадки. Две пружины на одной стойке устанавливались для повышения точности измерений - то же усилие достигается при большем в два раза перемещении.
Силосную массу, разделенную на фракции с длиной резки менее 10 мм, от 10 до 20 мм, от 20 до 30 мм, составляющие наибольший удельный вес в пробе, поочередно исследовали на приборе для определения влияния сжимающих напряжений на плотность силоса (рис. 3). Силосной массой наполняли перфорированный цилиндр диаметром 135 мм и длиной 200 мм, а затем с помощью гидравлического домкрата уплотняли силосную массу. Степень уплотнения измеряли штангенциркулем с нутромером по изменению положения поршня в направляющем перфорированном цилиндре. Усилие уплотнения определяли по сжатию блока пружин подвижного основания. Для сбора силосного сока на подвижном основании под лотком была установлена мерная емкость. Испытания проводились в трехкратной повторности. Результаты эксперимента сводились в таблицу 1.
Экспериментальная часть
Исследования показали, что при влажности 72% и избыточном давлении около 0,1 МПа отделения сока не наблюдается. Установлено, что отделение сока происходит при значительно большем давлении, что существенно превышает давление вакуумирования. Поэтому в последующих исследованиях усилия сжатия не учитывали, а исследовали взаимосвязь между длиной резки, плотностью и выделением силосного сока. Результаты экспериментов приведены на рисунке 4.
Таблица 1 - Результаты исследования влияния усилия уплотнения на плотность силоса и выделение сока
где Ип. - деформация .-ой пружины, м.
Для тарировки пружин использовали разрыв-
Размер силосной резки, мм Усилие уплотнения, Н Плотность силоса, кг/м3 Количество отделенного сока, г/кг
менее 10 0 401 0
менее 10 500 481 0
менее 10 1000 567 0
менее 10 1500 702 0
от 10 до 20 0 398 0
от 10 до 20 500 469 0
от 10 до 20 1000 545 0
от 10 до 20 1500 694 0
от 20 до 30 0 396 0
от 20 до 30 500 474 0
от 20 до 30 1000 553 0
от 20 до 30 1500 683 0
Рис. 4 - Зависимости влияния длины резки и
Результаты и выводы
Анализ зависимостей, полученных в результате исследований, подтверждает, что интенсивность выделения силосного сока возрастает с уменьшением длины резки. Вакуумирование мягких контейнеров при рассматриваемом уровне влажности зеленой массы может обеспечить уплотнение массы до увлажнения. В то же время создаваемого уровня вакуума недостаточно для выделения силосного сока в рассматриваемом диапазоне условий. Таким образом, при заготовке силоса в мягких вакуумированных контейнерах имеется возможность сохранения клеточного сока в зеленой массе, что способно повысить питательность силоса и снизить уровень загрязнения окружающей среды.
Список литературы
1. Изменение объёма мягкого вакуумирован-ного контейнера для приготовления и хранения силоса под воздействием вакуума и обоснование его рационального объема [Текст] / С.Н. Борычев, Г.К. Рембалович, Я.Л. Ревич, И.Ю. Богданчиков // Вестник Рязансеого государственного агротехно-логического университета имени П.А. Костычева. - 2016. - №3. - С. 41-44
2. Обоснование прочности пленки контейнера для приготовления и хранения силоса [Текст] / Я.Л. Ревич, Г.К. Рембалович, Р.В. Безносюк, И.Ю. Богданчиков // Сельский механизатор. - 2016. - № 11. - с. 24-25.
3. Проблемы сохранности силоса в мягкой вакуумированной таре [Текст] / Г.К. Рембалович, И.Ю. Богданчиков, Р.В. Безносюк, Я.Л. Ревич, // Сельский механизатор. - 2016. - № 11. - с. 26-27.
плотности массы на выделение силосного сока
4. Изучение влагопоглощающих свойств соломы [Текст] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков, А.И. Мартышов // Особенности технического оснащения современного сельскохозяйственного производства : материалы Всероссийской науч.-прак. конф. молодых ученых. - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2012. - С. 297-301.
5. Резать кукурузу длинно или коротко? [Электронный ресурс] / Agrovesti.net. - URL : http:// agrovesti.net/kormoproizvodstvo/rezat_kukuruzu_ dNnnoJN_korotkoss.html,http://biofMe.m/bio/35468. html.
6. Иванов, Д.В. Современные технологии и технические средства приготовления силосованных кормов: Учебное пособие / Д.В. Иванов. - Ставрополь: АГРУС, - 2014. - 44 с.
7. Иванов Д.В. Приготовление кукурузного силоса в упаковках с разреженной газовой средой / Д. В. Иванов // Вестник АПК Ставрополья. - 2011. - № 3 (3). - С. 35-37.
8. Механизация и технология производства продукции животноводства / В.Г. Коба, Н.В. Бра-гинец, Д.Н. Мусуридзе, В.Н. Некрашевич. - М.: Колос, 1999. -528 с.: ил
9. Иванов Д.В. Вакуумирование кормов в фермерских хозяйствах / Д.В. Иванов, О.Г. Ангилеев // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе: Сб. науч. тр./СГАУ. -Т. 1. -Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2005 -С. 149-153.
10. Детистова, О.И. Экспертная оценка качества заготовки и хранения кормов [Текст] / О.И. Детистова, Д.В. Иванов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2010. - № 1, - С. 13-14.
INFLUENCE OF PARAMETERS OF GREEN MATERIAL ON PREPARATION OF THE SILO IN THE
SOFT VACUUMIZED CONTAINERS Beznosyuk Roman V., Cand. Tech. Sci., associate professor of technology of metals and repair of cars, romario345830@rambler.ru
Bogdanchikov Ilya Yu., Cand. Tech. Sci., associate professor of operation of the machine and tractor park, mc62@mail.ru
Kostenko Mikhail Yu., Dr. Sci.Tech., professor of department of technology of metals and repair of cars, km340010@rambler.ru
Revich Yakov L., Cand.Tech. Sci., senior research associate, revich.yakov@yandex.ru Rembalovich Georgy K., Dr. Sci.Tech., head of the department of technology of metals and repair of cars, rgk.rgatu@yandex.ru
Ryazan state agrotechnological university of P. A. Kostychev
At preparation of a silo in the soft vacuumized containers density of green material is an important factor of this process as quality of the received product depends on her. Ensuring necessary density, a possibility of creation of optimum moisture conditions are capable to increase efficiency of process of preparation of a silo. The analysis of researches on siloing has shown that density, release of juice, efficiency of maturing of a silo depend on cutting length. The program of pilot studies included: research of fractional structure of green material (silage cutting); research of influence of efforts of compression to density of green material and on release of silage juice; a research of influence of average length of silage cutting and density of weight on release of silage juice. For definition of an exit of juice at various extent of consolidation, green material was previously divided into fractions. The silage cutting divided into fractions was placed in the device for a research of influence of the squeezing tension on silo density. At compression of a silo through openings in the directing pipe silage juice which gathered in a tray on the basis in measured capacity was emitted. Researches have shown that at pumping out of silage weight with the excessive pressure about 0,1 MPas and humidity of 72% there was her consolidation to moistening. At the same time release of free silage juice didn't happen. During the conducted researches dependences of influence of length of cutting and density of weight on release of silage juice are received. Thus, preparation of a silo in the soft vacuumized containers is capable to provide preservation of juice in silage weight that increases nutritiousness of a silo and excludes environmental pollution.
Key words: preparation of a silo, the soft vacuumized containers, density of silage cutting, release of silage juice.
Literatura
1. Izmenenie objoma mjagkogo vakuumirovannogo kontejnera dlja prigotovlenija i hranenija silosa pod vozdejstviem vakuuma i obosnovanie ego racional'nogo objema [Tekst] / S.N. Borychev, G.K. Rembalovich, Ja.L. Revich, I.Ju. Bogdanchikov // Vestnik Rjazanseogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta imeni P.A. Kostycheva. - 2016. - №3. - S. 41-44
2. Obosnovanie prochnostiplenki kontejnera dlja prigotovlenija ihranenija silosa [Tekst]/Ja.L. Revich, G.K. Rembalovich, R.V. Beznosjuk, I.Ju. Bogdanchikov // Sel'skij mehanizator. - 2016. - № 11. - s. 24-25.
3. Problemy sohrannosti silosa v mjagkoj vakuumirovannoj tare [Tekst] / G.K. Rembalovich, I.Ju. Bogdanchikov, R.V. Beznosjuk, Ja.L. Revich, // Sel'skij mehanizator. - 2016. - № 11. - s. 26-27.
4. Izuchenie vlagopogloshhajushhih svojstvsolomy[Tekst]/N.V. Byshov, A.N. Bachurin, I.Ju. Bogdanchikov, A.I. Martyshov//Osobennostitehnicheskogoosnashhenijasovremennogosel'skohozjajstvennogoproizvodstva : materialy Vserossijskoj nauch.-prak. konf. molodyh uchenyh. - Orel: Izd-vo Orel GAU, 2012. - S. 297-301.
5. Rezat' kukuruzu dlinno ili korotko? [Jelektronnyj resurs] / Agrovesti.net. - URL : http://agrovesti.net/ kormoproizvodstvo/rezat_kukuruzu_dlinno_ili_korotkoss.html,http://bioflle.ru/bio/35468.html.
6. Ivanov, D.V. Sovremennye tehnologii i tehnicheskie sredstva prigotovlenija silosovannyh kormov: Uchebnoe posobie/D.V. Ivanov. - Stavropol': AGRUS, - 2014. - 44 s.
7. Ivanov D.V. Prigotovlenie kukuruznogo silosa v upakovkah srazrezhennojgazovojsredoj/D. V. Ivanov //Vestnik APK Stavropolja. - 2011. - № 3 (3). - S. 35-37.
8. Mehanizacija i tehnologija proizvodstva produkcii zhivotnovodstva / V.G. Koba, N.V. Braginec, D.N. Musuridze, V.N. Nekrashevich. - M.: Kolos, 1999. -528 s.: il
9. Ivanov D.V. Vakuumirovanie kormov v fermerskih hozjajstvah / D.V. Ivanov, O.G. Angileev // Fiziko-tehnicheskie problemy sozdanija novyh tehnologij v agropromyshlennom komplekse: Sb. nauch. tr./SGAU. -T. 1. -Stavropol': Izd-vo StGAU «AGRUS», 2005 -S. 149-153.
10. Detistova, O.I. Jekspertnaja ocenka kachestva zagotovki i hranenija kormov [Tekst] /O.I. Detistova, D.V. Ivanov//Mehanizacija ijelektrifikacija sel'skogo hozjajstva. - 2010. - № 1, - S. 13-14.
УДК 631.171:631.353.722:631.875
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОПРОСАМ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ВНЕСЕНИЯ РАБОЧЕГО РАСТВОРА В УСТРОЙСТВЕ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ
БОГДАНЧИКОВ Илья Юрьевич, канд. техн. наук, доцент кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка
БЫШОВ Николай Владимирович, д-р.техн. наук, профессор кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка
БАЧУРИН Алексей Николаевич, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой эксплуатации машинно-тракторного парка, CMY62.rgatu@mail.ru.
Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева
Для обеспечения продовольственной безопасности страны и выполнения программы импортоза-мещения необходимо получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур, а это невозможно без заботы о почве, так при формировании урожая из неё выносятся питательные элементы. По
_© Богданчиков И.Ю., Бышов Н. В., Бачурин А.Н., 2016 г._
