Введение к работе
Актуальность проблемы. Пасленовые овощи (сладкий перец, баклажаны и томаты) представляют высокую ценность в питании человека, т.к. содержат полезные для организма физиологически активные вещества. Однако их потребление далеко не отвечает требованиям научно обоснованных норм.
За последние годы на Кубани и в целом по стране значительно сократилось производство овощей из-за дефицита рабочих рук и высокой стоимости уборочной техники, несмотря на их огромное значение в питании. Производство овощей сейчас не превышает 70 % нормы потребления.
В нашей стране и за рубежом разработаны способы и средства механизации многоразовой уборки томатов, сладкого перца и баклажанов, внедрение которых обеспечивает повышение производительности труда в 8…9 раз по сравнению с ручной уборкой, увеличение урожайности плодов и снижение денежно-материальных средств в 3…4 раза. Разработаны также основы расчетов и проектирования планетарных плодоотделителей и машин для многоразовой уборки овощей с учетом особенностей сортов овощных культур и их морфологических особенностей.
Вместе с тем, в современных условиях разработанные машины не находят широкого применения в производстве, так как они рассчитаны на стабильные условия производства и слабо приспособлены к неустойчивым условиям функционирования машин в период нестабильных рыночных отношений в сельском хозяйстве. Применение только ручной уборки овощей отрицательно сказывается на показателях урожайности, рентабельности производства и не позволяет рационально вести их воспроизводство.
Широко применяемые в настоящее время технологии уборки – это ручной многоразовый сбор урожая по мере созревания плодов с затариванием их в ящики или контейнеры, а также частично механизированный сбор плодов с использованием транспортера ТПШ – 25 также с затариванием в контейнеры.
К причинам, сдерживающим широкое внедрение в производство машинных технологий уборки овощных культур, можно отнести отсутствие научно обоснованной концепции создания ресурсосберегающей, экологически безопасной технологии уборки и реализации пасленовых овощей на базе многовариантной машины, адаптированной к изменяющимся условиям эксплуатации с учетом многоразовой уборки, а также научно-методических основ повышения эффективности всех звеньев технологической цепи заготовки, хранения и реализации овощей путем моделирования и оптимизации всех производственных процессов, что представляет актуальную научную проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с госбюджетной тематикой ФГОУ ВПО "Кубанский государственный аграрный университет" на 2001…2005 и 2006…2010 гг. (ГР № 01200113467 и ГР № 01.2006.06833), в рамках которой автор являлся ее руководителем и ответственным исполнителем.
Цель работы – на основе многоуровневого системного подхода обосновать ресурсосберегающие параметры и режимы работы технических средств для уборки, транспортировки, приемки, товарной обработки и реализации в торговой сети пасленовых овощей.
Объект исследования – ресурсосберегающие процессы уборки, транспортировки, приема, сортировки, временного хранения и реализации овощей.
Предмет исследования – закономерности ресурсосберегающих процессов уборки, транспортировки, приема, сортировки, временного хранения и реализации плодов пасленовых овощей в зависимости от изменяющихся условий функционирования машин технологического комплекса.
Методы исследований. Теоретические исследования выполнены на основе многоуровневого системного подхода с использованием взаимосвязанных критериев ресурсосбережения при учете вероятностного характера действующих факторов и адаптации уборочных машин к изменяющимся условиям их функционирования.
Полевые исследования и производственная проверка перцеуборочной машины проводились в соответствии с действующими рекомендациями и утвержденными методиками.
Экологическая безопасность технологии обосновывалась методами геометрического программирования.
Обработка экспериментальных данных проводилась методами математической статистики и с использованием компьютерных программ.
Научную новизну представляют:
- концепция создания экологически безопасной, ресурсосберегающей технологии уборки пасленовых овощей;
- научные основы математического моделирования производственных процессов уборки пасленовых овощей, их транспортировки, приемки, товарной обработки и реализации;
- разработанная математическая модель оптимизации параметров и режимов работы перцеуборочной машины по критерию ресурсосбережения совокупных затрат энергии;
- зависимости основных показателей функционирования системы массового обслуживания (СМО) от условий работы уборочных и транспортных агрегатов на заготовке сладкого перца с учетом площади обслуживаемой плантации;
- оптимальный ресурсосберегающий режим работы всей системы заготовки и реализации урожая пасленовых овощей;
- оптимизация сроков уборки сладкого перца.
Новизна технических решений подтверждена патентом на изобретение и пятью свидетельствами Роспатента на компьютерные программы.
Практическую значимость имеют:
- экологически безопасная ресурсосберегающая машинная технология многоразовой уборки пасленовых овощей;
- оптимальные параметры и режим работы перцеуборочной машины, транспортного агрегата, пункта приемки, товарной обработки и реализации урожая, режим работы звена технического обслуживания и полевого ремонта;
- параметры уплотнения почвы уборочным агрегатом в зависимости от
способов движения и ширины его захвата;
- оптимальная продолжительность уборки сладкого перца и его сохранности.
Предложены на уровне изобретений два новых способа уборки пасленовых овощей с использованием складывающихся контейнеров и получением качественных семян и дополнительного гомогенного пищевого продукта.
Реализация результатов исследований. Материалы диссертации доложены и одобрены НТС департамента сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края и рекомендованы к внедрению в производство.
Министерством сельского хозяйства России утверждены исходные требования к многоразовой машинной технологии уборки сладкого перца и перцеуборочной машине, а результаты исследований рекомендованы к использованию в учебном процессе аграрных вузов страны.
Макетный образец перцеуборочной машины внедрен в СПК племзавод «Россия» Красноармейского района Краснодарского края.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены на научно-практических конференциях КубГАУ, ВИМ, РосНИИТиМ, УГАУ в 2005…2007 гг., в Краснодарском НИИ овощного и картофельного хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 325 страницах компьютерного набора и состоит из введения, пяти разделов, общих выводов и предложений, списка использованных источников из 214 наименований, в том числе на иностранном языке – 21. В диссертации содержится 120 рисунков и 20 таблиц. Приложение включает 53 стр.
