Введение к работе
Актуальность работы. Продовольственная безопасность является составной частью национальной безопасности России и в значительной мере определяется именно валовым сбором зерна, необходимого для формирования семенных фондов, обеспечения продуктами питания населения и животноводства зернофуражом. В соответствии с проектом стратегии машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года, разработанным Российской академией сельскохозяйственных наук и Министерством сельского хозяйства РФ, намечено довести производство зерна до 95…105 млн. т с долей фуражного зерна 35…55 млн. т и организацией хранения на месте его производства. Приоритетным направлением развития агропромышленного комплекса при этом является широкое использование прогрессивных технологий и технических средств. В последние годы урожайность зерновых культур не превышает 15…20 ц/га. Катастрофически осложнилось положение с послеуборочной обработкой зерна и подготовкой семян. Годовая потребность РФ в готовых семенах зерновых культур составляет не менее 13…15 млн. т. Из-за плохого качества семян страна ежегодно недобирает урожай 10…15 млн. т.
Главными причинами низкого качества семян являются высокий уровень их травмирования и несвоевременная обработка зернового вороха, что объясняется недостаточным технологическим и техническим уровнем механизации производства семян.
В хозяйствах Российской Федерации в основном применяют поточную технологию послеуборочной обработки зерна и семян с использованием зерноочистительных агрегатов и комплексов, построенных в 60-е годы, выработавших свой физический и моральный ресурс. Поэтому эффективная и своевременная обработка зернового вороха с целью получения высококачественных семян является актуальной проблемой.
Цель исследования – повышение эффективности послеуборочной обработки зернового вороха за счёт совершенствования фракционной технологии его очистки и разработки технических средств для её реализации.
В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:
1.Обосновать теоретически и подтвердить экспериментально пути совершенствования фракционной технологии очистки семян с разделением на фракции крупного и мелкого зерна на решётах и выделением биологически неполноценных семян в пневмосепарирующем канале второй аспирации;
2.Обосновать режимы фракционирования зернового вороха пшеницы для выделения семенной фракции с высокими посевными качествами;
3.Предложить рациональные схемы высокопроизводительных зерноочистительных машин для фракционирования зернового вороха на самой ранней стадии его послеуборочной обработки;
4.Обосновать параметры усовершенствованной воздушной очистки зерноочистительных машин, схему размещения решёт в решётном стане, конструкцию устройства для очистки решёт;
5.Изучить влияние производительности фракционных очистителей зерна на показатели их работы;
6.Провести производственные испытания разработанных фракционных очистителей зерна в производственных условиях в составе технологических линий зерноочистительных агрегатов и определить эффективность реализации основных научных положений.
Научная гипотеза: технология послеуборочной обработки зернового вороха и технические средства для её реализации должны обеспечивать выделение из него на самой ранней стадии обработки засорителей, биологически неполноценного и большей части травмированного зерна, являющихся биологически активной и благоприятной средой для обитания и размножения микроорганизмов, ухудшающих посевные качества семян.
Объектами исследования являлись фракционная технология обработки зернового вороха, технические средства для её реализации, рабочие органы и элементы.
Методика исследований. Решение проблемы осуществляется с использованием методов теоретических и экспериментальных исследований. При проведении экспериментальных исследований и производственных испытаний использованы стандартные и частные методики с применением математического моделирования и математической статистики, современных приборов и вычислительной техники.
Научную новизну работы составляют:
–фракционная технология обработки зернового вороха на самой ранней стадии его послеуборочной обработки с разделением на фракции крупного и мелкого зерна на решётах и выделением биологически неполноценного зерна в пневмосепарирующем канале второй аспирации;
–аналитические зависимости для определения режимов фракционирования зернового вороха по размерам и аэродинамическим свойствам при послеуборочной его обработке;
–конструктивно-технологические схемы фракционных очистителей зерна;
–новые технические решения решётного стана, аспирационной системы зерноочистительной машины, очистителя плоских решёт защищены патентами РФ на изобретения.
Практическая ценность и реализация результатов. Фракционная технология обработки зернового вороха сразу по мере его поступления на ток с разделением на фракции крупного и мелкого зерна на решётах и выделением биологически неполноценного зерна в пневмосепарирующем канале второй аспирации, а также технические средства для её реализации отличаются высокой производительностью и эффективностью очистки. Предложенные фракционные очистители зерна (ОЗФ) прошли приемочные государственные испытания Центрально-Чернозёмной МИС (протокол № 14-63-2005(4070152) от 9.12.2005 г. и № 14-14-2006(4070142) от 28.02.2006 г. и рекомендованы для поставки на производство.
Результаты исследований и разработанная техническая документация использованы при организации производства машин, а также применяются в учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных проектов на агро-инженерном факультете.
Практическую значимость представляют предложенная технология послеуборочной обработки зернового вороха и высокопроизводительные очистители зерна фракционные семейства ОЗФ. Постановлением правительства Белгородской области № 13-пп от 28 января 2005 г. они включены в программу развития сельскохозяйственного машиностроения и перечень машин и оборудования для агропромышленного комплекса в 2005-2008 гг.
ООО "ОсколАгро" г. Новый Оскол Белгородской области освоено серийное производство зерноочистительных машин семейства ОЗФ: ОЗФ-50/25/10 и ОЗФ-80/40/20.
По состоянию на 1.01.2007г. выпущено 27 машин. В 2006 г. семь машин установили в технологические линии зерноочистительных агрегатов ЗАВ-20 и ЗАВ-40 и успешно использовали их в ряде областей Российской Федерации (Белгородская, Воронежская, Курская, Брянская, Липецкая).
Использование машин в технологических линиях зерноочистительных агрегатов позволяет снизить травмирование зерна основной фракции на
10,9.. .14,5%, повысить лабораторную всхожесть семян на 22,7% за счёт выделения биологически неполноценных, повреждённых зерновок в фуражную фракцию и компонентов вороха, благоприятных для обитания и размножения микроорганизмов, ухудшающих посевные качества семян.
Степень достоверности результатов подтверждена теоретическими, экспериментальными исследованиями и производственными испытаниями, положительными результатами приёмочных государственных испытаний и эксплуатации разработанных фракционных очистителей зерна в составе усовершенствованных технологических линий зерноочистительных агрегатов.
Апробация работы. Основные положения работы доложены, обсуждены на научных конференциях Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки (1981-2007 гг.), Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства (1983 г.)
Защищаемые положения:
–фракционная технология, обеспечивающая выделение из зернового вороха засорителей, повреждённого и биологически неполноценного зерна на самой ранней стадии его послеуборочной обработки;
–аналитические зависимости для определения количественного состава выделенного биологически неполноценного зерна из зернового вороха при послеуборочной его обработке по размерам и аэродинамическим свойствам;
–способы и режимы фракционирования зернового вороха при послеуборочной его обработке;
–конструктивно-технологические схемы фракционных двухаспираци-онных очистителей зерна с разомкнутыми пневмосистемами;
–новые технические решения решётного стана, аспирационной системы, очистителя плоских решёт, способа послерешётной очистки зернового вороха и устройства для его осуществления.
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 34 научных работах, в том числе 16 работ помещены в изданиях, рекомендованных для опубликования результатов докторских диссертаций, одно описание к свидетельству на полезную модель, четыре - к патентам РФ.
Структура и объём работы: диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Она изложена на 298 страницах компьютерного текста, включает 64 таблицы и 67 рисунков. Список литературы включает 290 наименований.
