автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Исследование и разработка электрофизической технологии дражирования семян льна-долгунца

На правах рукописи

Спиридонов Анатолий Борисович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА-ДОЛГУНЦА

Специальность 05.20.02 - электротехнологии и электрооборудование в сельском

хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 - 1 ¿(Л4

005548381

Санкт-Петербург - 2014

005548381

Работа выполнена на кафедре «Технологии и оборудование пищевых и перерабатывающих производств» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Ижевская государственная сельскохозяйственная академия" (ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА)

Научный руководитель:

Касаткин Владимир Вениаминович

доктор технических наук, профессор, зав. каф. «Технологии и оборудование пищевых и перерабатывающих производств ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА

Официальные оппоненты:

Ракутько Сергей Анатольевич

доктор технических наук, заведующий НИЛ «Энергоэффективные электротехнологии в АПК» ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии

Аллояров Константин Борисович

кандидат технических наук, начальник отдела научных исследований и интеллектуальной собственности ФГБОУ ВПО МГТУ

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова

Защита диссертации состоится «24» июня 2014 г. в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 220.060.06 в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», по адресу: 196601, г. Санкт - Петербург, Пушкин, Петербургское шоссе, д. 2 (2-й учебный корпус, ауд. 2.719)

С диссертацией можно ознакомиться и в библиотеке ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «Я$» апреля 2014 г.

Автореферат размещен на сайтах http://vak2.ed.gov.ru, http://spbgau.ru

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., профессор Смирнов Василий Тимофеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Лен-долгунец является традиционной технической культурой Удмуртии. Благоприятные природно-климатические условия данного региона позволяют возделывать и получать высокие урожаи волокна и семена высокого качества.

В настоящее время из 27 льносеющих регионов Российской Федерации Удмуртия по размерам посевных площадей занимает 3 место, лидирует по урожайности и объемам производства в Приволжском Федеральном округе. Для выхода на лидирующие места по Российской Федерации в настоящее время необходимо не только уделять большое внимание внедрению в производство новых сортов льна-долгунца, которые обладают благоприятными'сочетаниями биологических свойств и хозяйственно-ценных признаков, но и необходимы научные исследования в области повышения потенциала самого растения.

Одним из важнейших условий устойчивого развития не только льносеющих хозяйств, но и сельского хозяйства в целом является использование различных способов предпосевной обработки. В свете глобальных экологических проблем необходимо при активировании физиологических процессов в растительном организме применять инновационные методы обработки семян, не оказывающие пагубного воздействия на окружающую среду и на само растение.

В рамках Республиканской целевой программы "Развитие льняного комплекса Удмуртской Республики на 2010...2014 годы" поставлена цель, заключающаяся в создании условий для развития льняного комплекса Удмуртской Республики, ориентированных на производство качественной конкурентоспособной продукции.

Согласно стратегии развития легкой промышленности России на период до 2020 года необходимо повышать экономический рост легкой промышленности с обеспечением потребностей в качественных и доступных потребительских товарах, в продукции технического и стратегического назначения.

Исследования в данной работе базируются на достижениях по изучению повышения качества предпосевной обработки семян в трудах Кубеева Е.И., Смелик В.А., Хасанова Э.Р., Чиркова A.M., Каменский К.В., Ореховой Т.А., Ивановской A.A., Басова A.M., Бородина И.Ф., Будько B.C. и др.

Таким образом, учитывая вышеизложенное, актуальным является исследование в области активирования физиологических процессов в растительном организме, применяя методы и компоненты не оказывающие пагубного воздействия на окружающую среду и на само растение, что позволит увеличить урожайность и качество конечного продукта.

Цель работы: исследование и разработка технологии дражирования семян льна -долгунца с использованием электротехнологий.

Задачи:

- разработать метод комплексной предпосевной обработки семян льна-долгунца;

- создать математические модели электрофизического воздействия на семена для частных процессов дражирования семян льна-долгунца;

- разработать установку для дражирования и электрофизической обработки (УДЭ) семян льна-долгунца;

- определить экономическую эффективность и энергетический эффект от применения технологии предпосевной обработки семян льна-долгунца.

Объекты исследования: семена льна-долгунца сорта Восход; процесс предпосевной обработки.

Предмет исследования: технологические параметры процесса дражирования семян льна-долгунца с использованием биоорганических удобрений и электрофизических полей.

Научную новизну работы составляют:

- технология комплексной предпосевной обработки семенного материала для увеличения всхожести, энергии прорастания, урожайности сырья и уменьшения негативного воздействия пестицидов на окружающую среду;

- математическая модель электрофизического воздействия на семена льна-долгунца при предпосевной обработке;

- математическая модель получения качественной оболочки гранулы в процессе дражирования семян льна-долгунца путем управления скоростью вращения дражиратора и процесса осаждения частиц.

Практическая значимость и реализация результатов исследований:

- метод комплексной предпосевной обработки семенного материала для увеличения всхожести, энергии прорастания, урожайности сырья и уменьшения негативного воздействия пестицидов на окружающую среду;

- математическая модель, позволяющая рассчитывать промышленные технологии и образцы оборудования для процесса дражирования семян льна-долгунца с электрофизическим воздействием требуемой производительности;

- экспериментальная установка (УДЭ-01), с применением комбинированного энергоподвода, на основе которой может быть создана промышленная установка и используемая в учебном процессе;

- установка для дражирования и электрофизической обработки (УДЭ-02 с производительностью 250 кг/час) семян льна-долгунца.

Информационную базу исследования составляют материалы научных конференций, научно-техническая литература, публикации зарубежных и отечественных изданий, нормативные документы по теме исследования.

Основные положения, выносимые на защиту:

- технология комплексной предпосевной обработки семенного материала для увеличения всхожести, энергии прорастания, урожайности сырья и уменьшения негативного воздействия пестицидов на окружающую среду;

- математические модели электрофизического воздействия на семена для частных процессов дражирования семян льна-долгунца;

- оборудование и результаты экспериментальных исследований проводимых на установке для дражирования и электрофизической обработки (УДЭ) семян льна-долгунца;

- технико-экономическое обоснование технологии непрерывной предпосевной обработки семян льна-долгунца.

Личный вклад автора. Модели, схемы, результаты численных и экспериментальных исследований, их анализ и интерпретация, представленные в диссертации, получены автором лично. Выбор приоритетов, направлений, методов исследования, формирование структуры и содержания работы определены совместно с научным руководителем. Макет установки, используемые при экспериментальных исследованиях, разработаны коллективом кафедры «Технологии и оборудование пищевых и перерабатывающих производств» при активном участии автора.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на научно-практических конференции в ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА «Инновационное развитие Удмуртской Республики - потенциал молодых ученых», Ижевск, 2012 г; в ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА «Инновационные технологии в сельскохозяйственном производстве, пищевой и перерабатывающей промышленности» международной научно-практической конференции, проходящей в рамках IV этапа Евразийского Форума Молодежи «Диалог цивилизации - YOUTHGLOBALMIND», направление «Евразия как территория здоровья» - Ижевск, 2012 г.; в III Евразийский Форум Молодежи «Диалог цивилизации: путь на встречу» - Екатеринбург, 2012 г; в IV Евразийский Форум Молодежи «ДИАЛОГ ЦИВИЛИЗАЦИИ - YOUTHGLOBALMIND» - Екатеринбург, 2013 г.; VI Международной научно-практической конференции «Приоритетные научные направления: от теории к практике» - Новосибирск, 2013 г.; s XXVI Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» - Новосибирск, 2013 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 публикаций, в том числе 3 статьи в научном журнале, рекомендуемом ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 158 страниц, 58 рисунка, 8 таблиц и 4 приложений. Список литературы включает 158 наименований, в том числе 11 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность проблемы, цель, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе «Анализ состояния вопроса» исследуется проблема увеличения всхожести, энергии прорастания, урожайности сырья и уменьшения негативного воздействия пестицидов на окружающую среду. Рассмотрены технологии, методы и оборудование для процесса дражирования. Воздействие электрофизических полей и использование биоорганических удобрений для предпосевной обработки. Поставлены задачи исследования.

Проведенный анализ позволил установить:

1. Ультразвуковое и электромагнитное (в СВЧ-диапазоне) воздействие на семена позволит; в первом случае увеличить проницаемость мембран кожицы семян, что может оказать существенное влияние на первоначальное поступление в обработанные семена воды и кислорода и ускорить протекание первых фаз развития растения; во втором случае при СВЧ воздействии происходит взаимодействие внешнего поля с собственным внутренним полем семян, что ускоряет биохимические процессы в клетках.

2. Дражирование семян обеспечивает более равномерный их высев, облегчает высев мелких семян, способствует экономии посевного материала, улучшает условия роста растений и повышает урожай, за счет оболочки, в состав которого входят питательные вещества, необходимые для стартового роста растений, а также защитные средства.

Во второй главе «Методика и планирование лабораторных исследований процесса дражирования с использованием биоорганических удобрений и электрофизического воздействия в период предпосевной обработки семян льна» предложена технология комплексной предпосевной обработки семян льна. Технология

и У

т

* Образец 1 в Образец 2 «¡Образец 3 ж образец 4

бремя обработан У .НИ, мин

Рисунок 1 - Изменение влажности семян льна при использовании УЗИ обработки

обработки семян состоит из нескольких этапов: подготовка биогумуса и био-водного раствора, дражирование и электрофизическое воздействие на семена.

После подготовки компонентов семена помещаются в емкость с био-водным раствором, где они проходят стадию ультразвуковой обработки. После ультразвуковой обработки семена обрабатываются в СВЧ поле.

Далее намоченные и обработанные семена поступают в дражиратор, куда подается сухая мелкодисперсная дражирующая смесь (биогумус), в результате чего происходит обволакивание семян слоем биогумуса. Благодаря тому, что снаружи семя покрыто тонкой оболочкой, клетки которой способны набухать и ослизняться при намачивании жидкостью, поверхность льняных семян получается довольно клейкой и позволяет, удерживать дражирующую смесь без использования клеевого состава. Далее образовавшиеся драже семян досушиваются и охлаждаются до требуемой влажности и температуры.

В ходе лабораторных исследований выявлено, что оптимальное время обработки семян (рисунок 1 и 2) в УЗИ и СВЧ излучении составляет 29..30 минут и 14.. .15 секунд соответственно, при котором всхожесть достигается до 99 %.

Полученные данные показывают, что чем больше время обработки ультразвуком, тем выше влажность семян. Таким образом, можно сделать вывод, что ультразвук способствует проникновению свободной жидкости внутрь семени.

Процесс дражирования в установке барабанного типа проходит эффективнее, Рисунок2-Графжзависимосшвсхажес™ так как полученное количество единичных обработанных семян от продолжительности СВЧ гранул стремиться к 100% и при данном обработки

способе процент семян без оболочки наименьший (рисунок 3).

Для обеспечения прочности и правильной формы оболочки гранулы, требуется соотношение массы семян и биогумуса 1:1 ±5%, так как при меньших отношениях массы биогумуса к массе семян прочность оболочки не удовлетворяет показателям качества, предъявляемым к оболочке гранулы.

Для получения однородной и плотной оболочки гранулы необходимо вносить постадийно мелкодисперсную

—»— образен 1 —•—образец 2 —л— Образец 3 --образец 4

Времн обработки СВЧ, о

II г, '

1

ЯШ

1—

I коя-ео ед. гранул

& кол-во семя» без оболочки

Рисунок 3 - Диаграмма процесса дражирования семян льна-долгунца

дражирующую смесь с одновременным регулированием влажности семенного материала. Снижение влажности происходит в результате поглощения свободной влаги с поверхности семян сухим биогумусом (рисунок 4).

Постадийное внесение биогумуса наблюдается в момент роста массы гранулы.

Полученные гранулы семян, с удовлетворительной прочностью,

анализировались на разрушение оболочки во влажной среде. Оптимальное время разрушения гранулы в жидкости не должно превышать 1.. .2 минуты. Полученные гранулы разрушились в течение 1,5 ±0,5 минут.

Лабораторные образцы дражированных семян проходили полевые испытания, результаты которых приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Влияние предпосевной обработки семян на технологические показатели качества и структуры урожайности льна-долгунца сорта Восход___

Обработка Падевая всхожесть % Выживаемость растений во время вегетации % Густота сгаания растений перед уборкой, uirAf2 Урожайность, кг/па Ра^ывное усилие, кгс

Контроль 73 76 1433 4020 37,1

Опытный 82 85 1776 5360 59,7

Полевая всхожесть опытного образца увеличилась на 9 % по сравнению с контрольным, так же увеличилась выживаемость растений льна-долгунца на 9 %. Увеличилась густота стояния растений перед уборкой, после обработки семян, отмечено увеличение с 1433 до 1776 шт./м2. Густота стеблестоя льна-долгунца перед уборкой увеличила урожайность соломы 5360 юг/га. Обработанные семена дали увеличение общей высоты стебля с 77 см до 107 см, технической длины - с 58 до 86 см. Прочность льноволокна увеличилась на 52,6 % .

В третьей главе «Теоретическое обоснование процесса дражирования семян льна с использованием биоорганических удобрений и электрофизического воздействия» рассмотрены процессы, протекающие в обрабатываемом материале, при воздействии ультразвукового воздействия и СВЧ излучения.

Рассмотрим уравнение энергии для двух сред, движущихся с различными скоростями, и с внутренним источником тепла. Для УЗИ уравнение имеет вид:

p-c-(l-/7)~ + p,c,nQ =a-(l-Z7)v2T + N (1)

dr dr

для СВЧ: р.с(1_я)— = A(l-ff)v2T + N , (2)

dr

где V" - оператор Лапласа; р, р\- плотности соответственно, слоя семян и раствора, кг/м3; /7-порозность слоя; Т, Т\- температура семян и воды, "К; т- время, с; Х- теплопроводность семян, Вт/(м'°К); Nv-плотность мощности внутренних источников колебаний, Вт/м3.

В квазистационарном случае _ = о и для одномерной задачи со средами,

дг

движущимися с противотоком, уравнения (1 и 2) примут вид:

Рисунок 4 - Зависимость массы гранул от влажности

с1- Т

рс-и- £>,СЛ

Я

¿Т

N..

¿Г Я Л: /1(1-Я)' где в, и! - скорость движения семян и влаги, м/с.

Плотность внутренних источников тепла связана с местом подвода источника излучения к материалу (рисунок 5 и 6). Плотность мощности определяется выражением (5 и 6):

Исвч

ши

V,

(3)

Рисунок 5 - Слой семенного материала

М^Т^е4-- , 0 < <уа (5)

N„ = N^6^, х„<х<Н,, (6) где о - декремент затухания системы; 8 -глубина проникновения СВЧ - энергии в материал; ыо - круговая частота собственных колебаний системы; Ыц- удельная мощность Рисунок 6 - Слой семенного материала при обработке СВЧ СВЧ - энергии; Л?у - удельная мощность "УЗ -знепгией энергии, подводимой к материалу.

В соответствии с выражениями (5 и 6) уравнение энергии на участке УЗИ -обработки имеет вид:

¿2Т сЫ1 '

рсо-

\-П) <П

" _ е «ОЬЬ»

¿V ;.-(!-я)

на участке СВЧ - обработки:

О1 Т ^

¿Ыг Я сЬс Л{1-П) Общее решение уравнения (7 и 8) имеет вид:

Т = С,е{2А)у+С2 + -

25Г0

Т = С-.е'-2^ + С, +

. *>о4и

где С/, С2,Сз, С4-постоянные интегрирования.

Я(1 — П\1 + 2<5А)'

реи 1Я

О йуйу,

Х0<ХЩ

(7)

(8)

(9) (10) (П)

Уравнения (9 и 10) должны удовлетворять граничным условиям: при х=0 и х=Хо = ;

при х=)'ц и Л = Н , Т(= Т2 = Таь„.

На рисунке 7 представлено графическое решение уравнения (10), что показывает

изменение температуры в зоне от Х0 до « -- ............... ........"........... >

Н|(межвитковом пространстве), ;

В результате подвода СВЧ энергии происходит повышение температуры семенного материала за счет внутренних источников тепла. Подвод энергии ограничен координатой Нь так как дальнейшая обработка приведет к перегреву семян, что вызовет гибель зародыша.

Полученные аналитические

зависимости обработки семенного материала УЗИ и СВЧ-излучением

Эоиа сДрдОотии СВЧ, ч

Рисунок 7 - Изменение температуры в зоне Ь

позволяют наити параметры ультразвукового генератора и магнетрона.

В процессе дражирования в барабанных устройствах применяются два метода гранулирования: окатывание и диспергирование жидкости на поверхность частиц во взвешенном состоянии. Рассмотрим диспергирование жидкости на поверхность семян и осаждение дражирата в едином технологическом процессе.

Пусть, в первом приближении, поверхность семян представляет собой эллипсоид со средним радиусом длиной полуоси а и коротким в. При равномерном процессе осаждения частиц на поверхность семян эллипсоид можно привести к сферической поверхности с радиусом Травным:

"72

1+-

■ы

1-е

Если предположить, что весь поток частиц вещества осаждается на поверхность приведенной сферы (рисунок 8), пренебрегая гидравлическим сопротивлением, то этот процесс описывается по следующему выражению:

(12)

Фп

= 4 кр

йфс)

(13)

с!т (1р

где ш-маеса осаждаемых на сферическую поверхность частиц дражирата, кг; р - текущий радиус сферической поверхности, м;

Р- коэффициент адгезии, —; с - концентрация частиц Щ,

с м

Т - время, с; р - текущий радиус сферической поверхности, м.

Произведение £>с представляет собой удельный поток вещества, приходящийся на единицу длины в направлении радиапьного перемещения.

Пусть при р=«1;£>с = £>с„.; где Сх - концентрация частиц в квазижидком слое биогумуса,

Рисунок 8 - Схема осаждения частиц на поверхность приведенной сферы

. Если в начальный момент времени, при г = 0; т = О, то с2 = 0 . Приравнивая йс„ = к„; Ос„ = кг, получим:

1п = 4тгЯ0{к0-к^)-т.

Объем осажденных частиц на поверхности семян определяется по следующему выражению: V = -В. „), (15)

л / .

(16)

где у- плотность осажденных частиц, _.

.и3

Приравнивая выражения (15) и (16), получаем:

У

(17)

Обозначив выражение через К!

Г

- торировочной коэффициент, получим текущий радиус слоя частиц суспензии в следующем виде:

(18)

I 0,4

0.03 0.16 0,25 0,33 0.G7 Время, мин

Рисунок 9 - Зависимость толщины слоя от времени

Г Ъ " г "1

p=i¡Kt-T+R0b .

На рисунке 9 приведена зависимость толщины слоя осажденных частиц от времени.

Представленный график кинетики процесса осаждения частиц дражирующей смеси (биогумуса) на поверхность семян льна свидетельствуют о том, что процесс осаждения частиц происходит в первую минуту дражирования. При дальнейшем дражировании процесс осаждения частиц прекращается, идет процесс уплотнения поверхности гранулы.

Для определения оптимальной скорости вращения барабана рассмотрим анализ сил, действующих на частицу, находящуюся в рабочем барабане дражиратора (рисунок 10).

Силы уравновешивают друг друга до момента отрыва частицы массой т:

R, = G,, (19)

1 "2 R2 — G'2+F4 + Fn¡p cos <p = 0, (20)

Рисунок ] 0 - Схема сил, действующих на частицу находящуюся ^ - проекции составляющей G> силы

в рабочем барабане: 1 - поперечный вид барабана; 2 - тяжести; F\P,F, - проекции составляющей

продольный ввдмежвиткового расстояния барабана Fv силы трения; - реакции винтовой

плоскости и рабочего барабана соответственно; (р - угол, характеризующий положение точки отрыва частицы стг поверхности рабочего барабана; р„ - центробежная сила; G, - составляющая силы тяжести.

В момент отрыва частицы от поверхности рабочего барабана сила становиться равной нулю, а проекция силы тяжести часпшы G', уравновешивается суммой центробежной силы и проекции силы трения на направление радиуса рабочего барабана:

mg cos a cos <р = + mgfmp sin acastp, (21)

£ — - •■ \ y> !

Л V^X/N-.

6j 1 и ?

где ^ - окружная скорость рабочего барабана в точке А; /тр - коэффициент трения обрабатываемого материала о повфхность рабочего барабан; О - диаметр барабана; а - угол наклона винтовой плоскости. Из выражения (21) определим скорость вращения барабана:

Шагового« р 1 -/„

ли

(22)

("ТЯНЯ ¡Ызоя&о

& =! кг

I

УЖ офс&тпха

Кг-ЫЫкг

!« ШДСохГи

Яяйаззвй*!» ¿шг&усз

/¡ереббахеюе 6 ¿¡•к»?

Г5У одри5зъ>& ф = ¿5.А5&?/*г х

г

€ъег.&*.<е ¿¡¡дзхщ-аеео снеси

Тяс&яя ' /я йтг&утс

Исходя из проведенных теоритических исследований, была обоснована технология предпосевной обработки. Проведены математические расчеты обработки семян в поле СВЧ и УЗ излучении для эффективной активации зародыша семян. Рассмотрена кинетика осаждения частиц дражирата для проведения эффективного процесса дражирования. Определена оптимальная скорость вращения барабана.

В четвертой главе «Экспериментальные исследования технологии предпосевной обработки семян льна на установке непрерывного действия» по результатам теоретических и практических исследований была составлена технология дражирования. Технологическая схема процесса представлена на рисунке И.

По результатам теоретических и практических исследований была разработана экспериментальная установка (рисунок 12) для предпосевной обработки семян льна с использованием процесса дражирования и электрофизического воздействия (УДЭ-01) производительностью 1 кг/ч.

Работа установки УДЭ-01 заключается в следующем. Подготовленный семенной Рисунок 11-Технопопиескаясхема

материал через дозирующее устройство насыпается в емкость с жидкостью для УЗИ обработки (2), где он смачивается и обрабатывается ультразвуковым излучением (18). По окончании процесса семена начинают перемещаться к следующему технологическому циклу при помощи шнека. В момент прохождения семян в зоне действия СВЧ поля включается магнетрон (5) и начинается обработка семенного материала в непрерывном потоке. По достижению семенами барабана включается электродвигатель (11) и начинается процесс дражирования. Параллельно с этим включается сервопривод (6), который приводит в движение устройство для дозирования сухого мелкодисперсного биогумуса (16). По окончании процесса дражирования гранулы семян выгружаются через выгрузное устройство (13).

г

Грвиесс

ЖЯЯХСОЯ.* Г Ш

.трейрт

Система управления технологическим процессом (далее СУШ) была разработана с использованием отладочной платы Arduino Uno на базе микроконтроллера ATMEGA8. Данная

отладочная платформа имеет 14 цифровых (6 из которых могут использоваться как выходы ПЖМ) и б аналоговых входа. Разработанная система

автоматизации позволит

контролировать и поддерживать заданные технологические параметры на основании математических моделей

процесса электрофизической обработки и процесса дражирования

В результате проведенных экспериментальных исследований по изменению температуры в зоне действия СВЧ излучения получено, что температура слоя семян не превышала критической 60° С и находилась в пределах

Яспргтнскя я

Рисунок 12—Пришдашалънаяосетусяэдовкидляпредпосешой обработки семян льна с использованием дражирования и электрофшнческого воздействия УДЭ-01:1 - электродвигатель шнека; 2 - емкость для обработки УЗИ; 3 - станина; 4 - корпус шнека; 5 - СВЧ магнетрон; 6 - сервопривод; 7 - станина; 8 - емкость для сухого мелкодисперсного биогумуса; 9 - станина бфабана; 10— направляющие; 11 -электродвигатель барабана; 12-барабан; 13-выгрудюе устройство; 14-трубопроводдля подачи биогумуса; 15-неподвижная стенка барабана; 16-устройстводлядоз11рованга биогумуса; 17-шнек; 18-УЗИ-генерагор

20.. .40° С. График зависимости температуры ; <о слоя семян от зоны обработки СВЧ представлен на рисунке 13.

Из графика видно, что опытная кривая изменяется по экспоненциальной зависимости от координат межвиткового пространства. Теоретическая кривая не выходит за рамки доверительного интервала ±5%. Таким образом, теоретические данные совпадают с опытными, что подтверждает

адекватность математической модели и правильность выбранных оптимальных параметров при лабораторных испытаниях.

На рисунке 14 изображен график зависимости толщины слоя дражирующей смеси от продолжительности процесса дражирования.

Из графика видно, что опытная кривая изменяется по полиномиальной зависимости сгг продолжительности процесса дражирования. Теоретическая кривая не выходит за рамки доверительного интервала ±5%. Таким образом, теоретические данные совпадают с опытными, что подтверждает адекватность математической модели и правильность выбранных оптимальных параметров при экспфимснтальных испытаниях с достоверность 95 %.

lona обработки СВЧ, м

Рисунок 13 - График зависимости температуры слоя семян от зоны обработки СВЧ (межвитковое пространство)

—I-

I 1 ; 0,8

! о.'

^ А, 4 0,2

----Теоретически

о,оа о,1б о.ь о,в о.ы

Время, мин

Рисунок 14-График зависимости толщины слоя дражируюхцей смеси от продолжительности процесса дражирования

Полученные гранулы семян проверялись на всхожесть и энергию прорастания, а так же на разрушение оболочки гранулы. Оптимальное время разрушения гранулы

экспериментального образца составило 1,7 ±0,5 минут, что соответствует качественным требованиям.

По результатам всхожести и энергии прорастания образцов гранул семян льна, получены данные, которые не выходят за рамки доверительного интервала ±5%, что свидетельствует о правильности выбранных

технологических параметров предпосевной обработки семян льна.

В пятой главе «Техтшьэкономическое обоснование биологической непрерывной предпосевной обработки семян льна-долгунца сорта восход» приведен расчет экономической эффективности предпосевной обработки семян льна-долгунца сорта Восход на установке УДЭ-02. В таблице 2 показаны сравнительные характеристики разработанной технологии и способа без обработки (традиционного).

Таблица 2

Экономический эффект от внедрения биологической непрерывной

Показатели Без С

обработки обработкой

Удельный расход анергии при обработке ультразвуком, кВт- час/кг - 0,007

Удельный расход энергии при обработке СВЧ колебаниями, кВт ■ час/кг - 0,045

Расход воды, д/кг - 0,06

Расход биогумуса, кг/кг - 0,33

Мощность электрода ¡гатепя барабана, кВт 0,5

Мощность электродвигателя шнека, кВт - 0,75

Затраты на предпосевную обработку семян,руб./кг - 28,81

Площадь, га 800 800

Урожайность,кг/га 4020 5360

Объем производства льносоломы, кг 3216000 4288000

Номер соломы 1,25 2,00

Цена реализации льносоломы, руб./кг 5 7

Себестоимость льносоломы,руб./кг 0,054 0,52

Годовая прибыль, млн. руб. 15,91 27,79

Годовойэкономическийэффекг,млн. руб. 6,58

Коеффшщштэнертштческой эффективности 3,04 4,03

Годовой экономический эффект от реализации льносоломы после обработки в установке УДЭ-02 по сравнению с контрольным вариантом составит 6,58 млн. руб. в год со всей площади. В результате расчета энергегаческой эффективности получен коэффициент эффекгавноспх применения разработанной технологии предпосевной обработки, который составляет 4,03, что на 1,32 больше чем при традиционной обработке. Увеличение коэффициента характеризует окупаемость энергии, за:фачешой на получете сельскохозяйственной продукции.

выводы

1. Проведенный анализ отечественной и зарубежной литературы свидетельствует о необходимости разработки технологии и оборудования для предпосевной обработки семян льна с применением экологически безвредных компонентов. Перспективным направлением обработки семенного материала является применение различных способов электрофизической обработки с последующим нанесением защнпю-стимушфующей оболочки на семена.

2. На основе экспериментальных исследований, на лабораторной установке для элеюрофизического воздействия и дражирования семян льна, обоснована технология дражирования семян льна и электрофизического воздействия на них. Электрофизическим воздействием выбрана УЗИ обработка с экспозицией 29.. .30 ига гут и СВЧ-излучение с экспозицией 14... 15 секунд. Установлено, что процесс дражирования в установке барабашюго типа проходит эффективнее, так как полученное количество единичных гранул стремиться к 100 %.

3. Разработаны математические модели и методики расчетов:

- обработки семенного материала УЗИ, которая позволяет найти параметры ультразвукового излучения (время обработки УЗИ - 29.. .30 мину; удельная мощность УЗИ - 6.. .8 Вт/кг, частота излучения УЗИ -110 ±0,05 кГц);

- обработки семян СВЧ, которая позволяет найти параметры магнетрона (время обработки СВЧ -14... 15 секунд; удельная мощность СВЧ-излучения - 40.. .45 Вт/кг, частота СВЧ-излучения -2450 ±0,05МГц; температура семенного материала - 20.. .40 °Q;

- процесса дражирования семян льна-долгунца, которая позволяет аналитически описать кинетику процесса осаждения частиц дражирующей смеси (биогумуса) на поверхность семян льна; определить оптимальную скорость вращения барабана и оптимальный размер частиц биогумуса для осаждения с определенными технологическими параметрами (размеры частиц биогумуса -50... 100 мкм; время дражирования - 3.. .4 мин; частота вращения барабана- 28.. .30 об/мин).

4. Разработана экспериментальная установка для дражирования и электрофизической обработки (УДЭ) семян льна-долгунца. Для которой разработана принципиальная электрическая схема автоматизации технологического процесса на базе микроконтроллера ATMEGA8, позволяющая контролировать и поддерживать заданные технологические параметры на основании математических моделей процесса электрофизической обработки и процесса дражирования. Разработанная установка имеет следующие характеристики:

- производительность — 1 кг/ч;

- номинальная мощность электродвигателей для шнека - 0,2 кВт;

- номинальная мощность электродвигателя для барабана - 0,25 кВт;

- мощность генератора УЗИ - 50 Вт;

- мощность магнетрона СВЧ -500 Вт,

- частота электромагнитного поля СВЧ - 2450±0,05 МГц;

- частота ультразвуковых колебаний -11 (Ж),05 кГц;

- количество магнетронов— 1;

- количество ультразвуковых излучателей — 1.

5. Обоснована технико-экономическая эффективность разработанной технологии и оборудования. Годовой экономический эффект от реализации льносоломы после обработки в установке УДЭ-02 по сравнению с контрольным вариантом составит 6,58 млн. руб. в год с площади 800 га. В результате расчета энергетической эффективности получен коэффициент эффективности применения разработанной технологии предпосевной обработки, который составляет 4,03, что на 132 больше чем при традиционной обработке. Увеличение коэффициента характеризует окупаемость энерпш, затраченной на получение сельскохозяйственной продукщш.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Журналы, указанные в перечне ВАК:

1. Спиридонов, А.Б. Дражпрованне семян льна-долгунца с использованием электротехнологий и наноудобрений / А.Б. Спиридонов, В.В. Касаткин, П.В. Дородов // Политематнческий сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. — Краснодар: КубГАУ, 2013. - №08(092). -Режим доступа: http://ej.kubagio.ru/2013/08/pdf/25.pdf

2. Спиридонов, А.Б. Технология комплексной предпосевной обработки семян льна -долгунца / А.Б. Спиридонов, В.В. Касаткин //Хранение и переработка сеяьхозсырья. - № 11. — 2013-С. 8-11

3. Спиридонов, А.Б. Кинетика процесса осаждения частиц биогумуса на поверхности семян льна-долгунца / А.Б. Спиридонов, П.В. Дородов // Вестник Башкирского государственного аграрного университета.-2014.-№1.- С.75-77.

Другие издания

1. Выгузова, М.А. Комплекс по переработке органических отходов сельскохозяйственных предприятий и пищевых производсгв/МА. Выгузова, Т.С. Копысова, А.Г. Кудряшова, AJ>. Спиридонов,Н.Ф. Ушакова // Научно-техническое и инновационное развитие АПК России. Сб. тр. Всерос. совета молодых ученых и специалистов аграрных образовательных и научных учреждений. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2013. - С. 75-77.

2. Спиридонов, А.Б. Использование наноудобрений при выращивании и переработке льна-долгунца / Инновационные технолоши в сельскохозяйственном производстве, пищевой и перерабатывающей промышленности. Материалы международной научно-практической конференции, проходящей в рамках Г/ этапа Евразийского Форума Молодежи «ДИАЛОГ ЦИВИЛИЗАЦИИ - YOUTHGLOBALMIND», направление «Евразия как территория здоровья» // Ижевск: ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2012. - С. 46-47.

3. Спиридонов, А.Б. Комбинированная предпосевная обработка семян льна-долгунца //Приоритетные научные направления: от теории к практике: сборник материалов VI Международной научно-практической конференции; под общ. ред. С.С. Чернова. — Новосибирск: Изд-во ЦРНС, 2013 - С. 61-65.

4. Anatoly, Spiridonov. Ecological processing of flax seed // European Applied Sciences, August, 2013, № 8 - pp. 109-111.

5. Спиридонов, А.Б. Обоснование расчета размеров частиц биогумуса для проведения процесса дражирования семян льна-долгунца / А.Б. Спиридонов, П.В. Дородов, Т.С. Копысова//«Технические науки - от теории к практике»: сборник материалов XXVI Международной научно-практической конференции; изд. «СибАК» - Новосибирск, 2013. - № 9 (22).-С.140-143.

6. Спиридонов, А.Б. Технология дражирования семян льна-долгунца с использованием наноудобрений и электрофизических полей // Приволжский научный вестник. - Ижевск, 2013. -№10 (26).-С. 48-50.

Подписано к печати 23.04.14 г. Формат 60х841Лб. Печ. л. 1. Тираж 100. Заказ 26

Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленных оригиналов в типографии ООО «ЛИТЕРА» г. Пушкин, Академический пр., д. 31

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

04201459411 СПИРИДОНОВ АНАТОЛИЙ БОРИСОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА-ДОЛГУНЦА

Специальность 05.20.02 - электротехнологии и электрооборудование в

сельском хозяйстве

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: д.т.н., профессор Касаткин Владимир Вениаминович

Ижевск —2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................... 5

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.................................................. 8

1.1 Состояние и перспективы развития льняного комплекса.............. 8

1.2 Физиологические особенности семян льна................................ 12

1.3 Анализ существующих технологических способов и технических средств предпосевной обработки семян льна........................................ 19

1.4 Предпосевная обработка семян льна с применением электротехнологий............................................................... 27

1.5 Выводы по главе и задачи исследований.................................... 39

2 МЕТОДИКА И ПЛАНИРОВАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ДРАЖИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИООРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В ПЕРИОД ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛЬНА.......................................................................................... 41

2.1 Планирование эксперимента и схема процесса предпосевной обработки семян льна..................................................................... 41

2.2 Методы исследований показателей всхожести и качества гранул семян льна-долгунца...................................................................... 44

2.3 Разработка и обоснование технологии предпосевной обработки семян льна.................................................................................... 47

2.4 Оборудование для проведения лабораторных исследований............ 49

2.4.1 Описание установки для смачивания и подготовки пластичной массы семян льна.......................................... 49

2.4.2 Описание установки дражирования семян льна-долгунца....... 52

2.4.3 Описание комбинированной установки ультразвуковой и СВЧ-обработки.......................................................... 56

2.5 Лабораторные исследования предпосевной обработки семян льна и обоснование технологических параметров дражирования и электрофизического воздействия............................................. 58

2.5.1 Результаты лабораторных исследований и обоснование параметров процесса комплексной СВЧ и УЗИ обработки гранул семян льна-долгунца.......................................... 58

2.5.2 Результаты лабораторных исследований и обоснование параметров процесса дражирования................................ 61

2.6 Результаты полевых испытаний............................................... 64

2.7 Выводы по главе.................................................................. 71

3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИООРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.................... 73

3.1 Обработка семян под действием УЗИ энергий.............................. 73

3.2 Обработка семян под действием СВЧ-энергии............................ 79

3.3 Исследование процесса дражирования семян............................ 83

3.3.1 Кинетика осаждения частиц дражирата на поверхности семян. 86

3.3.2 Расчет скорости вращения дражиратора............................ 93

3.4 Выводы по главе.................................................................. 95

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛЬНА НА УСТАНОВКЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ........................................................... 96

4.1. Описание и работа установки для предпосевной обработки семян льна............................................................................................. 97

4.2 Система автоматизации и регулирования установками типа УДЭ-01.. 99

4.3 Результаты экспериментальных исследований технологических параметров предпосевной обработки семян льна......................... 102

4.4 Выводы по главе.................................................................. 106

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ

НЕПРЕРЫВНОЙ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛЬНА-

ДОЛГУНЦА СОРТА ВОСХОД....................................................................................................................................108

5.1 Расчет затрат на внедрение установки УДЭ-02......................................................108

5.2 Расчет стоимости обработки семян на установке УДЭ-02............................109

5.3 Расчет экономической эффективности внедрения предлагаемой технологии предпосевной обработки семян льна-долгунца........................115

5.4 Расчет энергетической эффективности от внедрения предлагаемой технологии предпосевной обработки семян льна-долгунца........................117

5.5 Выводы по главе....................................................................................................................................121

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ..................................................................................................................................................122

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................124

Приложения....................................................................................................................................................................141

Приложение А..............................................................................................................................................................141

Приложение Б................................................................................................................................................................146

Приложение В................................................................................................................................................................147

Приложение Г................................................................................................................................................................151

ВВЕДЕНИЕ

Лен-долгунец является традиционной технической культурой Удмуртии. Благоприятные природно-климатические условия данного региона позволяют возделывать и получать высокие урожаи волокна и семена высокого качества.

В настоящее время из 27 льносеющих регионов Российской Федерации Удмуртия по размерам посевных площадей занимает 3 место, лидирует по урожайности и объемам производства в Приволжском Федеральном округе. Для выхода на лидирующие места по Российской Федерации в настоящее время необходимо не только уделять большое внимание внедрению в производство новых сортов льна-долгунца, которые обладают благоприятными сочетаниями биологических свойств и хозяйственно-ценных признаков, но и необходимы научные исследования в области повышения потенциала самого растения.

Одним из важнейших условий устойчивого развития не только льносеющих хозяйств, но и сельского хозяйства в целом является использование различных способов предпосевной обработки. В свете глобальных экологических проблем необходимо при активировании физиологических процессов в растительном организме применять инновационные методы обработки семян, не оказывающие пагубного воздействия на окружающую среду и на само растение [56].

В рамках Республиканской целевой программы "Развитие льняного комплекса Удмуртской Республики на 2010...2014 годы" поставлена цель, заключающаяся в создании условий для развития льняного комплекса Удмуртской Республики, ориентированных на производство качественной конкурентоспособной продукции [56].

Согласно стратегии развития легкой промышленности России на период до 2020 года необходимо повышать экономический рост легкой промышленности с обеспечением потребностей в качественных и доступных потребительских товарах, в продукции технического и стратегического назначения [80].

Исследования в данной работе базируются на достижениях по изучению повышения качества предпосевной обработки семян в трудах Кубеева Е.И., Смелик В.А., Хасанова Э.Р., Чиркова A.M., Каменский К.В., Ореховой Т.А., Ивановской A.A., Басова A.M., Бородина И.Ф., Будько B.C. и др.

Таким образом, учитывая вышеизложенное, актуальным является исследование в области активирования физиологических процессов в растительном организме, применяя методы и компоненты не оказывающие пагубного воздействия на окружающую среду и на само растение, что позволит увеличить урожайность и качество конечного продукта.

Цель работы: исследование и разработка технологии дражирования семян льна - долгунца с использованием электротехнологий.

Объекты исследования: семена льна-долгунца сорта Восход; процесс предпосевной обработки.

Предмет исследований: технологические параметры процесса дражирования семян льна-долгунца с использованием биоорганических удобрений и электрофизических полей.

Научную новизну работы составляют:

- технология комплексной предпосевной обработки семенного материала для увеличения всхожести, энергии прорастания, урожайности сырья и уменьшения негативного воздействия пестицидов на окружающую среду;

- математическая модель электрофизического воздействия на семена льна-долгунца при предпосевной обработке;

- математическая модель получения качественной оболочки гранулы в процессе дражирования семян льна-долгунца путем управления скоростью вращения дражиратора и процесса осаждения частиц.

Практическая значимость и реализация результатов исследований:

- метод комплексной предпосевной обработки семенного материала для увеличения всхожести, энергии прорастания, урожайности сырья и уменьшения негативного воздействия пестицидов на окружающую среду;

- математическая модель, позволяющая рассчитывать промышленные технологии и образцы оборудования для процесса дражирования семян льна-долгунца с электрофизическим воздействием требуемой производительности;

экспериментальная установка (УДЭ-01), с применением комбинированного энергоподвода, на основе которой может быть создана промышленная установка и используемая в учебном процессе;

- установка для дражирования и электрофизической обработки (УДЭ-02 с производительностью 250 кг/час) семян льна-долгунца.

Информационную базу исследования составляют материалы научных конференций, научно-техническая литература, публикации зарубежных и отечественных изданий, нормативные документы по теме исследования.

Основные положения, выносимые на защиту:

- технология комплексной предпосевной обработки семенного материала для увеличения всхожести, энергии прорастания, урожайности сырья и уменьшения негативного воздействия пестицидов на окружающую среду; 0

- математические модели электрофизического воздействия на семена для частных процессов дражирования семян льна-долгунца;

- оборудование и результаты экспериментальных исследований проводимых на установке для дражирования и электрофизической обработки (УДЭ) семян льна-долгунца;

технико-экономическое обоснование технологии непрерывной предпосевной обработки семян льна-долгунца.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1 Состояние и перспективы развития льняного комплекса

Льняной комплекс Российской Федерации на сегодняшний день представляет собой многопрофильный конкурентоспособный сектор. Организационные и технологические возможности которого способны производить современный ассортимент продукции в соответствии с потребительскими требованиями. Использование льна возможно не только в текстильной, но и во многих других перерабатывающих отраслях [29].

Широкое применение льна в промышленности повысит экономическую безопасность страны за счет импортозамещения хлопкового волокна. Готовая продукция полученная из льна имеет стратегическое и специальное назначение [29].

В настоящее время большая роль в преобразовании льняного комплекса принадлежит отраслевой науке, которая разработала новые технологии глубокой переработки льна, что способствует увеличению ассортимента и конкурентоспособности получаемой продукции [29].

Однако, разработка новых технологий глубокой переработки льна, не достаточно для полноценного развития льняного комплекса и выхода на мировой уровень экспортируемой продукции. Льняные комплексы зачастую не могут использовать новые технологии глубокой переработки льна из-за сырья ненадлежащего качества.

По данным Росстата (рисунок 1.1) выработка льняного волокна по сравнению 2012 года и 1992 года уменьшилась на 50,2 % (а), посевные площади сократились на 82,6 % (б), валовый сбор льна в переводе на волокно снизился на 41 % (в), урожайность льна с единицы убранной площади увеличилась на 65,9 % (г)[133].

Рисунок 1.1 - Статистические данные показателей льняной отрасли по

Российской Федерации

Из приведенных статистических данных следует, что льняная отрасль находится в весьма неблагоприятных условиях развития. Снижение показателей выработки льняного волокна и валового сбора льноволокна связана с значительным сокращением посевных площадей. Однако, на ряду со спадом выше указанных показателей, можно выделить увеличение урожайности льна с единицы площади, что обусловлено использованием новых, адаптированных сортов льна и использование минеральных удобрений.

По статистическим данным (рисунок 1.2) Удмуртской Республики выработка льняного волокна по сравнению 2012 года и 2009 года уменьшилась на 15,8 % (а), посевные площади сократились на 20,9 % (б), валовый сбор льна в переводе на волокно снизился на 17,5 % (в), урожайность льна с единицы убранной площади увеличилась на 13 % (г) [131].

а б

Рисунок 1.2 — Статистические данные показателей льняной отрасли по

Удмуртской Республике

Из приведенных статистических данных следует, что льняная отрасль Удмуртской Республики как и в Российской Федерации находится в весьма неблагоприятных условиях развития. Как на Федеральном уровне так и в Республике наблюдается снижение показателей выработки льняного волокна и валового сбора льноволокна, что связано со значительным сокращением посевных площадей. Однако, со спадом выше указанных показателей, можно выделить увеличение урожайности льна с единицы площади, что обусловлено использованием новых сортов льна, а так же ведением научных работ в области выращивания льна.

В поддержку развития льняных комплексов Правительство Российской Федерации и региональные органы власти разрабатывают целевые программы. Одной из действующих программ является Концепция федеральной целевой программы «Развитие льняного комплекса России на период до 2020 года».

Программа разработана в соответствии с поручением Правительства Российской Федерации от 23 ноября 2011 года № ВП-П11-8378 [80]. В которой предлагается инновационный сценарий развития льняного комплекса, дающий эффективное развитие и конкурентоспособность отрасли. Данный сценарий развития обеспечивает соответствие целям и задачам развития национальной экономики до 2020 года [80]. Инновационный сценарий развития предусматривает осуществление комплекса мероприятий, связанных с:

- увеличением объема производства льноволокна; повышением урожайности и качества льняного сырья,

- техническим и технологическим перевооружением производства и первичной переработки льна, а также научных учреждений, осуществляющих селекцию сортов льна, разработку агротехнологий и технических средств для льноводства;

- повышением глубины переработки льняного сырья и утилизации отходов производства льноволокна;

- комплексной модернизацией производства льносодержащих готовых тканей;

- организацией высокоэффективного производства с использованием льняного сырья нетканых материалов, в том числе медицинского назначения;

- организацией производства изолирующих материалов на основе отходов переработки льна;

- организацией на основе льняного масла производства новых видов продукции для использования в фармацевтике, парфюмерии, лакокрасочной и пищевой промышленности [80].

Проблемами развития льняного занимается и Правительство Удмуртской Республики. Им утверждена республиканская целевая программа «Развитие льняного комплекса Удмуртской Республики на 2010-2014 годы», постановление Правительства УР от 28.09.2009 N 274 (ред. от 04.09.2013) [56]. Целью программы является: «Создание условий для развития льняного комплекса Удмуртской

Республики, ориентированного на производство качественной конкурентоспособной продукции», которая позволит решить следующие задачи:

1. Укрепить и совершенствовать материально-техническую базу производства и переработки.

2. Внедрить новые интенсивные технологии возделывания льна с целью увеличения его производства.

3. Внедрить льноперерабатывающим организациям высокопроизводительное, ресурсосберегающее оборудование с целью увеличения выработки и повышения качества льноволокна.

4. Внедрить новые технологии производства продукции глубокой переработки льна с целью выпуска конкурентоспособной востребованной продукции.

5. Обеспечить занятость на селе и развитие кадрового потенциала на предприятиях льняного комплекса [56].

Таким образом, важными факторами, влияющими в целом на результат работы льноводческой отрасли, являются наличие необходимой техники для проведения полевых работ и качество посевного материала. Для решения данных проблем необходимо разрабатывать и внедрять энергоэффективные, ресурсосберегающие и экологические технологии подготовки к посеву семенного материала.

1.2 Физиологические особенности семян льна

Нормальное льняное семя имеет яйцевидную форму с несколько суженным и слегка загнутым носико