Введение к работе
Актуальность темы исследований. Для повышения урожайности с.-х. культур важным условием является посев высококачественными семенами, что предъявляет к подготовке семенного материала специальные требования.
Очистка и сортировка семян имеют ряд особенностей, которые затрудняют доведение их до посевных кондиций на серийных воздушно-триерных машинах и влекут за собой значительные потери семян основной культуры в отходы. Из-за отсутствия достаточного количества качественного посевного материала хозяйства вынуждены вести посев некондиционными семенами.
Одной из особенностей семян овощных культур является их засоренность. Для их очистки используют полотенные и винтовые горки, а также электромагнитные семяочистительные машины. К недостаткам таких машин можно отнести малую производительность, неполное выделение примесей и недостаточный уровень качественной сортировки семян основной культуры. Электромагнитные машины, кроме того, допускают невозвратимые потери семян основной культуры в отходы с магнитным порошком, поэтому они рекомендуются только для очистки семян с гладкой поверхностью, имеющих засорители с шероховатой поверхностью.
Поэтому решение проблемы улучшения качества очистки и сепарации овощных культур связано с созданием и модернизацией существующих пневматических сепараторов.
Степень разработанности темы. В настоящее время разработаны и выпускаются отечественной промышленностью пневматические сепараторы для очистки и сортировки семян различных культур. Однако в большинстве случаев они не обеспечивают качественную очистку и сортировку обрабатываемого семенного материала овощных культур. Поэтому данный вопрос требует дальнейших теоретических обоснований и новых конструкторских решений.
Работа выполнена по плану НИОКР ГНУ ВНИИССОК Россельхозакадемии на 2010-2013гг. по теме: «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии семеноводства, обеспечивающие получение семян высокого качества; стандарты на семена, посадочный материал, технологические процессы и продукцию».
Цель работы – повышение качества очистки и сепарации семян овощных культур разработкой и применением пневматического сепаратора (на примере семян свеклы столовой).
Задачи исследований:
-
Проанализировать влияние физико-механических и аэродинамических свойств семян овощных культур на сортировку и очистку посевного материала овощных культур.
-
Разработать технологическую и конструктивную схемы пневмосепаратора для очистки и сортировки семян овощных культур.
-
Теоретически обосновать основные параметры пневмосепаратора для очистки и сортировки семян овощных культур (на примере семян свеклы столовой) и режимы его разделения.
-
Выполнить экспериментальные исследования разработанного пневмосепаратора для очистки от примесей и сортировки семян свеклы столовой, оценить технико-экономический эффект от использования пневмосепаратора.
Объект исследований. Технологический процесс разделения семян овощных культур в сепараторе с горизонтальным воздушным потоком.
Предмет исследований. Показатели и режимы разделения массы семян овощных культур в сепараторе с горизонтальным воздушным потоком.
Научную новизну работы представляют:
математическое описание процесса разделения массы семян овощных культур в воздушном потоке с учетом поправочного коэффициента формы семян (на примере свеклы столовой);
технологическая схема и конструкция пневматического сепаратора для очистки и разделения массы семян овощных культур в горизонтальном воздушном потоке;
параметры пневмосепаратора для очистки и сепарации семян свеклы столовой.
Новизна конструкции пневмосепаратора подтверждена патентом РФ на полезную модель №126634.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты научных исследований послужили основой для разработки и изготовления пневматического сепаратора с горизонтальным воздушным потоком. В корпусе пневматического сепаратора расположены жесткие подвижные заслонки с приводом от мотор-редукторов. В загрузочном бункере сепаратора установлено устройство для очистки от металлических включений. Разработанный пневматический сепаратор обеспечивает выделение из массы семян свеклы столовой высококачественного репродукционного материала со всхожестью 86%.
Методология и методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений теории движения частиц в воздушном потоке с учетом поправочного коэффициента формы семян.
Экспериментальные исследования выполнены с использованием стандартных и частных методик исследований. За метод исследований принят метод сравнительных исследований свойств семян после очистки и сортировки с использованием пневматического сепаратора.
Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:
-
Математическое описание движения массы семян в воздушном потоке.
-
Конструкция пневматического сепаратора с горизонтальным воздушным потоком с жесткими и подвижными заслонками.
-
Показатели, оценивающие качество посевного материала семян свеклы столовой после очистки и сортировки на предлагаемом пневматическом сепараторе.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов подтверждается количественными и качественными показателями экспериментальных исследований с использованием современных средств измерения и обработки экспериментальных данных с использованием прикладных программ Microsoft Exel 2007 и Mathcad 14, сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Опытно-конструкторский образец разработанного сепаратора прошел поверку в ООО Агрофирма «Биокор-С» Пензенской области.
Основные положения диссертации и результаты исследований доложены и одобрены на научно-технических конференциях ФГБОУ ВПО
«Пензенская ГСХА» (2007-2013гг.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, указанных в «Перечне … ВАК», получен патент на полезную модель, без соавторов опубликовано две статьи. Общий объем публикаций составляет 1,7 п.л., из них 1,1 п.л. принадлежит автору.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка литературы из 151 наименований и приложения на 17 с. Работа изложена на 148 с., содержит 51 рис. и 22 табл.
