автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОТРАВМИРОВАНИЯ СЕМЯН ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И РЖИ ПРИ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКЕ И ПУТЕЙ ЕГО СНИЖЕНИЯ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи Анатолий Алексеевич ПАНОВ

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОТРАВМИРОВАНИЯ СЕМЯН ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И РЖИ ПРИ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКЕ И ПУТЕЙ ЕГО СНИЖЕНИЯ

(Специальность 06.01.09 — растениеводство, 05.20.01 — механизация сельскохозяйственного производства)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1981

л.

Работа выполнена в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева и в совхозе «Краснозаводский» Загорского района Московской области.

Научный руководитель—доктор технических наук, профессор С- А. Алферов.

Официальные оппоненты: ;

— доктор сельскохозяйственных наук, ст. научный сотрудник Г, Т. Павловский,

— кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Б. А. Карпов.

Ведущая организация — Главное производственное управление сельского хозяйства Мособлисполкома.

Зашита состоится « 1981 г.

в « час. на заседании Специализированного совета Д-120.35,04 при Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: Москва, 127550, ул. Тимирязевская, 49, Сектор защиты диссертаций.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ-ТСХА.

Автореферат разослан «

ъи .иЖ-г* . 1981 г.

Ученый секретарь Специализированного совета— О

Геологических наук * Я

¥/ "Е. Е. КРАСТИНА

6БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Июльский 1978 года Пленум ЦК КПСС наметил получение в одиннадцатой пятилетке (1981— 1985 гг.) / среднегодового валового сбора оерна до 238— 243 млн. тонн, а к 1990 году до одной тонны на человека в среднем. Рост урожайности будет обеспечиваться путем целого комплекса мероприятий и в том числе улучшения семено-водетва.

Практика убедительно доказала, что без доброкачественных сеямн добиться серьезного повышения урожайности зерновых культур нельзя. Урожайные же качества семян во-многом зависят от степени механического повреждения (травмирования) семенного материала, в т. ч. и от микр9повреждений. По имеющимся данным, потерн урожая колосовых культур составляют до 10 кг/га зерна на каждый процент, микр о поврежденных семян.,Следовательно, решение проблемы сокращения механического травмирования семян в период послеуборочной обработки обеспечит большие материальные и.экономические выгоды. Особенно ощутимо эти выгоды проявятся в условиях промышленного семеноводства, которое предполагает концентрацию послеуборочной обработки семян при полной механизации процессов. А это неизбежно активизирует механическое воздействие на семена и создает предпосылки для увеличения повреждаемости их.

Проведено*много исследований повреждаемости семян при послеуборочной обработке. Однако они чаще касаются определения степени травмирования семян отдельными машинами и механизмами, так как основная масса семян после уборки, все еще доводится до норм семенного стандарта не на поточных линиях, а на разрозненно работающих семеочиститель* ных и сортировальных машинах. Результаты исследований различных авторов нередко бывают противоречивы ввиду отсутствия специальной методики определения величины мнкро-повреждаемости семян при послеуборочной обработке. Изученность природы, механизма и закономерностей, возникновения травм-семян при послеуборочной обработке еще недоста-.

точна, В связи с чем-было невозможно дать-исчерпывающие рекомендации по сокращению повреждаемости семян.на этом этапе их производства.

Цель н задачи исследований. В последние годы в сельскохозяйственное производство широко внедряются различные установки активного вентилирования для сушки семян повышенной влажности. Делаются попытки включения их в поточные линии н разрабатываются типовые проекты с целью обеспечения нужд промышленного семеноводства. Вместе с тем исследований по возможному трамированию семян при такой технологии-послеуборочной -обработки -семенного материала' не ведется. В этой связи целью настоящей работы явилось изучение мнкроповреждаемости семян при -послеуборочной обработке их с применением для сушки-семенной массы уста* новок активного вентилирования напольного- типа, а также влияния мнкротравм на силу роста, лабораторную и полевую всхожесть семян и изыскание оптимальной технологии послеуборочной обработки семян.в условиях повышенной влажности, обеспечивающей минимальное микротравмнрование. семенного материала^ В задачи исследований входили: I — исследование в производственных условиях микроповреждаемости семян озимой пшеницы и ржи при послеуборочной обработке с применением для сушки семенной массы установок активного вентилирования напольного типа и разрозненных семеочистнтельных н сортировальных машин; 2 — разработка поточной линнн послеуборочной .обработки семян с>сушкой семенной массы в потоке установками активного вентилирования; 3 — изучение мнкроповреждаемости семян и> возможностей ее сокращения при поточной послеуборочной обработ-. ке с применением для сушки семенной массы в потоке установок активного вентилирования; 4 — определение влияния микроповреждений на силу роста, лабораторную и полевую всхожесть семян, определение экономической эффективности исследуемых.приемов; 5 — разработка и проверка оптимальной поточной технологии послеуборочной обработки семян повышенной влажности на базе установок активного вентилирования напольного типа.

Научная . новизна. В результате проведенных исследований определены величины микроповреждаемости семян при; различных технологиях послеуборочной ■ обработки семян, в целом и на отдельных этапах. Дополнена и конкретизирована методика определения травмирования- семян применительно к .послеуборочной обработке. Систематизированы.факторы внешней среды, вызывающие травмирование семян,'Определен основной вид травмирования.семян при послеуборочной. обработке—абразивный износ. 'Выведены .уравнения регрессии, для абразивного износа семян н путем миогофак-'

торного эксперимента получёнь! . коэффициенты линейны* уравнений регрессии, характеризующие влияние применяемых и предлагаемых к применению материалов для создания объектов послеуборочной обработки семян на повреждаемость семенного материала." Получена формула для'определения повторного ■ микроповреждения семян. Определено влияние мнкротравм, полученных при послеуборочной обработке, на силу роста, лабораторную и полевую всхожесть семян. Выведены формулы для расчета производительности поточных пунктов послеуборочной обработки семян, создаваемых на базе установок активного вентилирования напольного типа.

■ Практическая ценность. В результате исследований определены пути сокращения травмирования семян при послеуборочной обработке; разработана и проверена в производствен-' ных условиях поточная линия послеуборочной обработки семян с сушкой семенной массы установками активного вентилирования; создан оптимальный вариант установки активного вентилирования напольного типа для сушки семян — двускатная сушилка семенного зерна; разработана и внедрена оптимальная технология послеуборочной обработки семян в зонах-повышенной влажности с сушкой семенной массы на двускатной сушилке; на базе оптимальной технологии разработана для зон повышенной влажности серия тнпо-размеров пунктов послеуборочной обработки семян зерновых культур, обеспечивающих минимальное травмирование их. Разработана и внедряется принципиально новая установка активного вентилирования напольного типа для сушки семян повышенной влажности — намерная сушилка.

Реализация результатов исследований. По материалам исследований, под руководством н при участии автора разработаны и построены поточные пункты послеуборочной обработки семян зерновых культур на базе'установок активного вентилирования напольного тина в совхозах им. Тимирязева н «Кр асн о з а вод с к и й > Московской области. Совместно с Гомельским филиалом республиканского проектно-нзыскатель-ского института «Белколхозпроект» разработаны и внедрены в колхозе им. Дзержинского Речицкого района Гомельской области двускатная сушилка семенного зерна и суншльно-очи-стнтельный двухлинейный поточный комплекс для послеуборочной обработки семян зерновых культур. Под руководством и при участии автора разработан проект поточного четырех-линейнего пункта послеуборочной обработки семян оерновых культур для колхоза им. Ленина. Новомосковского района Тульской области производительностью 5000 тонн готовых семян за сезон.. Строительство одной поточной .пиши этого пункта завершено. Для сушки семян предусмотрены камер-

(Ше сушилки. Линия в уборку (980 года, работала на полнуй мощность.

Апробация. Результаты исследований доложены и получи' ли. положительную оценку на семинарах по послеуборочной обработке семян зерновых кульТур, проведенных • в совхозе «.Краснозаводскнй» Московской области в 1973 и 1974 годах; на Техническом совете Гомельского облисполкома БССР в 1977 году к на Научно-технической конференции ТСХЛ в

1979 году, а также на семинаре ВАСХЫИЛ по проблеме «Селекция, семеноводство и технология возделывания ржи»-и • на Всесоюзном . семинаре Сортсемирома СССР ио теме «О работе сортосеменоводческих объединений по дальнейшему, улучшению семеноводства зсрцовых культур», проведенных в'

1980 году на ВДНХ СССР.

Публикация. По материалам диссертации опубликована 21-работа.

Объем работы. Диссертация изложена на 149 страницах • машинописного текста и состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы, включающего 228 лсточннков, в том. числе 12. на иностранных языках. Работа содержит 13 таблиц, 30 рисунков и 6 приложений.

Место, условия, материал и методика проведения исследований

Исследования по изучению повреждаемости семян и-технологий послеуборочной обработки проводились в два этапа: в 1966—1970 годах в совхозе им. Тимирязева Мытищинского района и в 1971:—1978 годах в совхозе «Краснскзаводский» Загорского района Московской области. Оба хозяйства расположены к северу от Москвы. В уборочный период в этой зоне от 1 до 8 дней в декаду выпадают осадки, поэтому влажность семенной массы, поступающей от зернокмбайнов на послеуборочную обработку, обычно выше критической и часто достигает 25% и более при засоренности до 12—18 процентов.

В основу методики исследования микроповреждения семян -положен метод обнаружения ловреждення'семян под лупой с предварительным окрашиванием их 0,1% раствором эозина.

Сила роста и лабораторная всхожесть образцов исследуемых семян определялись по действующим ГОСТам в контрольно-семенной лабораторн Мытищинского района Московской области, а полевая всхожесть на однорядковых делянках— на полях Опытной станции полеводства и льноводства ТСХЛ н совхоза им. Тимирязева. Математическая обработка опытных данных проводилась методом дисперсионного анализа. Лабораторные опыты .по травмированию семян трением 4

ПрОв ¿Лились на> кафедре мех a ri из а Шш, с ел ьск охоз я н ст ве Hiiúr ú производства ТСХА по методике многофакторного эксперимента. ■ - - ■ - , . ■ ;

• Все исследования проводились на семенах пшеницы Мироновская 808 и ржн. Гибридная 2, Харьковская 46,' ■ - '. ■ /'

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Повреждаемость семян при разрозненной работе сушильных установок " и очистительно-сортировальных; машин. Ха* рактерными особенностями данной, все еще иссьма распространенной в производстве технологии послеуборчной обработки семян являются: загрузка сушильных камер напольных установок активного вентилирования с автомашин влажной семенной массой; накопление влажной семенной массы, не разместившейся в сушильных камерах установок, на площадках резерва с твердым покрытием; подъем этой семенной массы с площадок резерва скребковым зернопогрузчиком с последующей подачей ее на сушильную установку; разгрузка сушильных камер зернопогрузчиком; первичная очистка семенной массы очистителем вороха ОВП-20; окончательная очистка» сортировка семенной массы передвижными сортировальными машинами, оснащенными скребковыми или шнеко-вымн питателями. В итоге при такой технологии происходит многократное перемещение семенного материала волоком по абразивным покрытиям площадки резерва и пола сушильных камер, что приводит к повышенному травмированию семян за счет дискретного контактирования тканей зерна с неровностями покрытия,'имеющими высокий модуль упругости н твер-достб (табл. 1). *

Наиболее высокая повреждаемость семян отмечается при перемещении скребками машин, влажной семенной массы но асфальтовому покрытию площадкп'резерва и при перемещении семян скребками питателя зернопогрузчика по стальной плетеной сетке покрытия пола сушильной камеры. При защемлении зерен между движущимся скребком, питателя зернопогрузчика и асфальтом площадки резерва микротравмы за счет интенсивного абразивного износа тканей зерен пере-4 ходят в макротравмы вплоть до полпого истирания зерен.

В целях проверки влияния на посевные качества семян микроповрежденнн, полученных исключительно трением, был проведен следующий опыт с'семенами озимой пшеницы Мироновская 808. Эти семена были взяты на Опытной станцни полеводства и льноводства ТСХЛ, полученные в соответствующих опытах,с ручного обмолота. Они не подвергались ударам и сжатиям. Затем их пропускали через горизонтальную

; С

'Таблица.'

Повреждаемость семян зерновых культур на разных этапах послеуборочной обработки при разрозненной работе сушильных установок, очистительных, сортировальных и погруэочно-разгруэочны*

машин

Влажность семениоП массы (в %) Повреждаем ость. %

Культура зародыша и его оболочек эндосперма н его оболочек зароди ша. эндосперма И ИХ оболочек

Подъем семенной массы с асфальтовой площадки зернопогрузчиком

Пшеница Рожь

Лшсшша Рожь

Пшешта Рожь

Пшеница Рожь

21—27 20-21

15 1

Разгрузка сушильных установок зернопогрузчиком

10—I Г, 10—13

о о

21' 0

Первичная очистка на ворохоочмстителе ОВП-20

13—1-1,5 10—11,2

1.5 S

5

4.,

10 24

11

21

•5 б

Сортировка семян на сортировальной машине ОС-4,3

10,5—13,8 11,5—14,0

ветвь скребкового транспортера зернопогрузчика ЗПС-60, стоящего на асфальтовой площадке. Опыт состоял - из пяти этапов — семена пропускали 1, 3, 5, 7 ir 10 раз (таблица 2).

. 1 Таблица 2

Повреждаемость семян озимой пшеницы Мироновская 808 питателем, зернопогрузчика ЗПС-60 в зависимости от числа пропусков (перемещение семян по асфальтовому покрытию)

rt S 5 о « ке; = - E¿ Число пропусков

1 3 5 7 10

Целые зерна...... . . . 91 80 61 49 43 40

Повреждены: И 14

■ зародыш......... I 7 9 12

эндосперм . . . ...... 6 13 15 18 19

зародыш+эндосперм . . . . 2 4 17 25 27 . ■ 27

Итого повреждено зерен . . , з 20 39 51 57 60'

в т. ч, травмы зародыша . . . 3 11 26 36 .39 41

От полученных микротравм значительно снизилась лабораторная и полевая всхожесть семян (табл. 3). Расхождение в снижении полевой всхожести в условиях ТСХЛ и совхоза 6

можно объяснить, разной степенью окультуренности почв и уровнями-агротехники. ^

Та блии а 3 Влияние абразивного наноса семян на лабораторную * н полевую всхожесть

1975 г. 1976 г.

8 М к е.-

ЯН* сг Ь О 3 За8 и

ж о,-— . °—' а о.1— о-• ™

Травм провинность семягг . . . . 9 60 _ 9 60

Лабораторная всхожесть . . . . 98 92 — 98 90 - —>

Полевая всхожесть:

тсхл ... ....... 90 75 4,88 87 71 0,61

совхоз им. Тимирязева .... 87 63 3,44 85 60 0,67

Заметно снижалась и сила роста. .Так, при пятикратном пропуске семян через шггатель зернопогрузчика снижение силы роста достигало 11%, а при 10-кратном — 23%.

Поточная линия послеуборочной обработки семян с сушкой семенной массы установками активного вентилирования напольного типа была создана нами в совхозе «Краснозавод-ский» Загорского района Московской области. Она имеет ра-вальиую яму, вмещающую 20 тонн семенной массы. Сушильный узел лпнин состоит из двух напольных сушилок, семенная масса в которые после предварительной очистки от сорных примесей поступает самотеком. Разгружаются сушилки механической лопатой ТМЛ-2М, Окончательная очистка и сортировка семян обеспечивается последовательной работой двух пар сортировальных машин ОС-4,5. В л шиш имеются компенсационные емкости, расположенные до п после сушилок. Семехранилищё находится в- непосредственной близости от поточной линии. Готовые семена в хранилище передаются норией.

Повреждаемость семян в экспериментальной поточной ли-

нин в'первый год испытания оказалась высокой: по пшенице 58%, а по ржи 43 процента. Было обнаружено травмирование семян при истечении семейной массы из бетонной завальной ямы и бункеров резерва. Повреждаемость семян при проходе ' их через завальную яму достигала 5—6%. В общепринятом варианте одна из стенок завальной ямы отвесная, поэтому в контакте с ней истечение семенной массы соответствует гидравлическому. Зерна скользят по фрикционной поверхности бетона, прижимаясь к пей с определенной силой за счет внутреннего давления в насыпи и повреждаются ввиду износа. При этом чаще повреждаются крупные зерна. Покрытие

отвесной стенки завальной ямы полиэтиленом исключило повреждение семян. >' ■

Замена в сушильной камере покрытия пола из плетеной стальной сетки на плоские решета с пробивными круглыми* отверстиями, диаметром до 2 мм и разгрузка сушильной камеры обрезнненным шитом мехлопаты ТМЛ-2М снизило повреждаемость семян при разгрузке сушилок до 1—2%. В итоге повреждаемость семян на поточной линии значительно снизилась, но все еще было высока — по пшенице до 28,5 процента. Семена продолжали повреждаться в местах трения при соударениях. •

Травмирование семян трением наблюдается в основном при перемещении их: самотеком или с помощью механизмов по фрикционным поверхностям. Трение семян в поточной линии., происходит при перемещении их по решетам, триерам и скатным доскам семеочнстительных и сортировальных машин, при межоперационных перемещениях самотеком по трубам и желобам, а также при механических перемещениях семян шнеками и скребковыми транспортерами, при истечении семян из завальной ямы и бункеров-накопителей.

Для изучения н опенки процесса травмирования семян зерновых культур трением применен метод многофакторного эксперимента первого порядка, где каждый фактор варьирует на двух уровнях. По аналогии с уравнениями регрессии, полученными под руководством профессора В. Г. Антипина (1976) для определения дробления зерна в молотил ьно-сепарирую-щем устройстве, была принята следующая исходная линейная модель процесса травмирования семян трением: ■

Утре =Во+В1Х| + В2Х1 + ВаХз + В4Х4 + В5Хз, (1)

где во, В|, вг, вз, В(, вя — постоянные коэффициенты.

В эксперименте были приняты следующие переменные факторы, их уровни и шаги варьирования (таблица 4).

Для анализа травмирования семян трением* применена матрица дробного факторного эксперимента с планом 25-3 ', то есть четверть реплики.

Эксперимент'показал, что в наибольшей мере травмируются семена при перемещении их по бетону л стали. Окрашенная сталь дает значительно меньшин'прирост травм. Древесина и пластик практически исключают травмирование. Надо отметить, что на бетоне и стали происходит истирание эндосперма у 25 и '11;% зерен соответственно, в то время как ни окрашенная сталь, ни древесина и пластик глубоких травм не дают. Здесь отмечаются крайне редкие случаи незначительного повреждения только покровных тканей.

Нами получены следующие значения коэффициентов Во, в'и Вг, Вз, в5 ](таблнца 5). ...

ßo,t,2~.i '-.Суммарно'«: травмирование ■ семяв при i операции в' ■'.'.' долях единицы.

Ввдииовуввличенввтрввми-рованиясзмяи при i операции.: :

Технологические

4Г .5' ¿ ? 8 9' 10' Ii I¿ ДЗ операция послеуборочной обработки семяа

.Величина noBfориого трэв-■миромиив . семяв при i операции. -,

фактическое травмирование семян при.первой или в%0-роЯ1...или í ,-оЯ операции. -г ■'''.■'■■ -'-..• ■ ' '.

Рис. I иИКРШОВРЕХЛаШОСТЬ CnJfiH ОЗИМОЙ ПИШИ 11ИР0В0ВСК4Я-808 ,■":*' ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПОТОЧНОЙ ЛИНИЕЙ ИОСЛЕГБОИЩОИ ОЕРАБОГ-

- Л;.;- 9 КИ С БУШ. " = .'■■;. . -

-)v ' . " ... Pao. 2 ТЕШ0Л0ПЯВС1СЛЯ СХЕ.1Л ПСОГЕЗТОРСЯНОа ОБРАБОТКИ СШП '-

- (к-з юл .Ленина, Позомосковский район, Тульская о<5~ ■ ' . > .■■ -

ласть). ■ ■ - ■; , ^

■ -'семенная масса,—х— - Фэракная фракщыг, — п. ■■■ i сорные принеси,* - ■ ■.. : -"потенциальная семенная фракция,:. ■"■'..,-.__ , ." - фуражные огхсщы, сеаона

: эстакада,' 2 завальная яма, - 3-9^-14-15 — нория,4- автоноОнлеподьемкик, 5 — бункер- -' ■ накопитель, .^трагшой фракции, .6 - йупкер-накогштедь потешдаальшй семенной фракции, зерноочнстн-' : ' ' толъная шшша ЗВС-20, 8 — тракторный 'првдоп, 10 - кадарцые суишпш, H-I2-I7 - ленточный . ' транспортер. 13 - воздухокодохреватеяь НГГ-600, 18 - бункер Фурагншс отходов,19 - кон- :. ■ -*.-■

. тейнер, 20 - семехрапнливду -V. », —■ . ..•/'/■■■-: - ' "...

■■'"■. ^ ■ . Та блица 4

Переменные факторы, их уровни и шаги варьирования в многофакторном эксперименте по определению травмирования семян трением 1

№ ш. .... Уровня факторов Шаг варьирования 1

Факторы -I 0 + 1

1. х,»»у—линейная скорость переме-. щення зерна по контролю, м/с , 0,5 ' 0,7 0,9 ' 0,2

' 2 »Я--нагрузка на одно зерно, М па 0,3 0,45 0,6 0,15

3 4 5 влажность зерна, % . . х«—5—путь зерна по контр-телу, м X}=т—масса 1000 зерен,' кг . , где щ—количество зерен . . ■. . 14 0,5 0,035 V 20' 0,7 0,040 26 0.9 0,045 6' 0.2 0,005 .

I , ■

.Таблица 5 Значение коэффициентов в№ в I, вг, Вз, в4, в5, полученных ' ' экспериментальным путем

Коэ »фнцнеиты

Вид материалов ■ Во ' В1 Ва вз . в5

Бетон 71,50 0,25 6,25 11,25 8,25 1,50

Сталь 40,00 0,50 4,00 4,00 5,00 1,50

Окрашенная сталь 6,50 0,50 0,50 2,25 0,75 0,25

Древесина 1,25 0,00 0,25 1,25 0,50 0,00 '

Пластик 1,00 0,00 0,25 1,00 . 0,25 0,00

Из таблицы видно, что величина коэффициентов Во,' Вь в2, вз, В|, в5 в значительной мере зависит от материалов, приме-* няемых в строительстве пунктов (ззводов) послеуборочной обработки семян. Чем ниже модуль упругости и коэффициент трения материала, тем ниже коэффициент «в» и меньше общий показатель травмирования семян Утрс, Способствуют увеличению травмирования семян также нагрузка на движущиеся зерна, повышенная влажность их и длина пути перемещения зерна по контр-телу. В наших опытах в зависимости от величины факторов Хь х2, х3, х4, повреждаемость семян трением колебалась по бетону от 40 до 92%, по стали —от 27 до 54%,.по окрашенной стали—от 3 до 11%, по древесине —от 0 до 4% и по линолеуму—от 0 до 3%.

В результате проверки значимости полученных в ходе эксперимента коэффициентов ряд из них, так же как и коэффи-

циенты взаимодействия двух и трех факторов, оказались незначимыми. В итоге получены следующие окончательные уравнения, характеризующие' величину м нк ро лов р ежда ем ости семян:

по бетону и стали

Утрс =в0+в2х3+взхэ+в|х4 ; (2)

по окрашенной стали 1 1 -'■-'' Утрс =В0+В3х3+В<х( ; (3)

"по древесине ;

Утрс =в0+в3х3. (4)

Влиянию применяемых материалов в конструкциях пунктов и заводов послеуборочной обработки семян на целостности обрабатываемого семенного зерна должно уделяться самое серьезное внимание и при соударениях семян с препятствиями, Удар -в данном случае возникает при резком изменении, скорости зерна за очень короткий промежуток времени. При этом напряжение о в контакте определяется по следующей, полученной нами формуле:

где с— меньшая полуось эллипсоида, т. е. 0,5 толщины зерна; ш3 —масса зерна, у3—скорость зерна перед соударением; Е„ —модуль упругости покрытия;. 1„—толщина покрытия конструкций эластичным материалом;, а—большая полуось эллипсоида, т. е. 0,5 длины зерна, в—средняя полуось эллипсоида, т. е. 0,5 ширииы'зерна.

Это выражение в упрощенном виде дает-напряжение в зерне при соударении его с покрытием толщиной Iй, имеющем модуль упругости Е„. (

В результате проведенных расчетов в конкретных условиях получены следующие важные выводы: 1. Напряжение в зерне при соударении возрастает с ростом модуля упругости Еа покрытия основания. 2. Напряжение'в зерне при соударении снижается при увеличении толщины покрытия 1п, При этом падение напряжения особенно резко проявляется уже при > небольшой толщине покрытия 1 „, что весьма эффективно для осуществления мер по борьбе с травмированием семян.

Материалы данного анализа позволяют правильно представить действительные ситуации для машин и механизмов в технологических линиях послеуборочной обработки семян.

. Наряду с травмой трения и удара при послеуборочной обработке возможно возникновение травм от усталостного разрушения отдельных структур зерна. В диссертации усталостное травмирование анализируется чисто теоретически, в порядке постановки проблемы.

\

■На этапе окончательной очистки и сортировки обнаружено увеличение повреждаемости семян за счет выделения из семенной массы мелкой фракции; получающей меньше травм при послеуборочной обработке, чем крупная.

Исследования подтвердили повреждаемость семян в нориях, а также при падении н соударении их с твердыми поверхностями на больших скоростях,

В итоге в экспериментальной поточной линии при приеме семенной массы на послеуборочную обработку непосредственно из автотранспорта, , подвозящего ее от зерноуборочных комбайнов, при исключении падений и соударений

■ семенной массы, при снижении скорости ковшовых лент норий до 1,2—1,5 м/с, при исключения трения семян по абразивным поверхностям, при минимальном наборе семеочиститель-пых и сортировальных машин, обеспечивающих получение се-

■ мян 1—II классов за один пропуск общая ыикроповреждае-мость семян достигала всего 13%, При этом повреждались только покровные ткани. Повреждений тканей зародыша и эндосперма не наблюдалось. ....

Одновременно для сравнения с экспериментальной технологией проводились исследования ■ микроповреждаемости семян на зерноочнстнтельяо-сушильном комплексе КЗС-10, Семена 1—11 класса семенных стандартов имели микропо- -вреждения до 100%, Из них 60% микротравм возникло при послеуборочной обработке. ■ *

' Особенностью семян определенной партии, уже имеющей некоторый процент микротравмировашшх'зерен, является то, что при очередном механическом воздействии на семена микротравмы получают не только новые зерна, но в равной мере и те,-которые ранее уже имели их. Такрм образом, наблюдается повторное микротравмнрование семян. И чем меньше в партии остается целых зерен,' тем меньше прирост вновь травмированных зерен даже , при самых жестких условиях механического'воздействия на временной материал и тем в большей мере происходит повторное микротравмирование семян (рис. 1).

. Существующая методика определения количества микро-травмированных семян позволяет определять только величину вновьтравмированных зерен в образце, взятом из партии семян после очередного механического воздействия из нее. В результате "складывается искаженное представление о вкладе того или другого процесса в семеноводстве, связанного с механическим нагружением семян, в увеличении микроповреждения семенного материала. Семеноводам и конструкторам машин для нужд,семеноводства не безразлично знать фактическое микротравмнрование семян, т. е. как прирост вновь' микротравмированных зерен в образце, так и размер повтор' ' . 11

ного травмирования семян. Поскольку экспериментальным' путем невозможно отличить в образце, какая травма была первичной, а какая возникла при повторном нагружении семян, нами получена и предлагается следующая формула для определения фактического микротравмирования семян:

Й!_1 " t-Po. !,».■■< ■ Í6V

Pt 1 (MoXMiHM) . • • (Мм) '

где Ро —количество микротравмированных семян в ис-

ходном образце (в долях единицы);

Ро, 1,2... Í —количество микротравмированных семян в образце, определяемое опытным путем, после прошедших последовательных процессов,механического, воздействия на семена (в долях единицы) от 0 до данной i-той операции; fitpi. Рз - •• P¡ — рассчитанное (фактическое) микротравмирование семян, возникшее за 1, или 2, или i-io операцию (в долях единицы). V

Разработанная оптимальная поточная технология после* уборочной обработки семян на базе установок активного вентилирования напольного типа (рис. 2) отличается тем, что на этапе первичной очистки из семенной массы выделяется фуг ражная фракция (зерна мелкие и мельче средних) и снимается с потока. Дальше в потоке обрабатывается потенциальная семеная фракция (зерна размером от средних до крупных). Выделение из семенной массы ■фуражной фракции и снятие ее с потока повышает производительность линии примерно на.20%. Фракционирование семенной массы в начале процесса послеуборочной обработки ранее, при малых объемах работ, было невыгодно. При концентрации объемов послеуборочной обработки семян в условиях промышленного семеноводства через пункты проходит большое количество семенной массы за сезон. Здесь предварительное разделение семенной массы по потенциальную семенную и фуражную фракции вполне оправдано и необходимо. При этом более эффективно используются специальные сушильные установки, а также формируется большой поток мелкого зерна, сушку которого целесообразно организовать отдельно на сушилках с более жестким режимом и с большей производительностью. Отличие заключается также в применении для.сушки семенной массы двускатных и'камериых сушилок, обеспечивающих полную механизацию загрузки и выгрузки сушильных камер, 100%-ную самоочистку от предшествующей культуро-сорто-репродукции.

Нами разработана серия типоразмеров поточных пумкто? послеуборочной обработки семян,. производительность которых вычисляется по следующим формулам, . 12

Производительность аункта по выходу готовых семян в сутки:

<гге-КМп(Р-Р€—Ри), (7)

где: К—число поточных линий пункта; N — среднее число циклов работы одной сушильной установки за сутки; п — число сушильных установок в линии; Р— емкость одной сушильной установки (тонн); Рс—количество удаляемой воды в период сушки семенной массы Ь объеме одной сушильной установки (тонн); Р01- —количество удаляемых отходов при окончательной очистке и сортировке семенной массы в объеме, одной сушильной установки (тонн).

Производительность пункта по приему семенной массы нп поток в сутки:

Осм=1,25РКМп^1- ' , (8)

где: х—количество выделенных сорных примесей при первичной очистке в процентах.

Пункты послеуборочной обработки семян, создаваемые на базе камерных сушилок, могут иметь следующую минимальную^ максимальную.производительность (таблица.6).'

■ . - ' Таблица 6

Расчетная производительность пунктов послеуборочной обработки семян, создаваемых на базе камерных сушилок

Чис.то поточных лнннй . Число сушилок в линии Производительность пункта, тонн

по готовым семенам по.приему семенной массы

» час [сутки за сезон в час за сутки За ссзон

Минимальная производительность

0,16

3,2

80

0,25

Макси н а л ьн а я про нз во дител ьн ост ь

27

544

13600

45

900

123

22400

Общая экономическая эффективность от внедрения поточной технологии и от сокращения механических повреждений семян в поточной лпнни портив технологии с разрозненной работой сушильных установок и зерноочнстительно-сортнро-вальных машин составила 24,02 рубля в год на гектар посева -зерновых культур. Экспериментальная поточная линия совхоза «Краснозаводскнй» в течение 10 лет (1971—1980 гг.) обеспечивает выход семян I и II^классов за один пропуск.

Выводы,

1. В ходе наших исследований н е учетом литературных данных установлены четыре * основных, наиболее существенных вида воздействий внешней среды,, приводящих к травмированию семян: травмирование в колосе созревших семян при резких изменениях. погодных условий; микротравмирование, плющение и дробление семян при соударениях -с,твердыми препятствиями на больших скоростях в молотильно-сепарн-рующнх и транспортирующих устройствах зерноуборочного комбайна н при послеуборочной обработке; травмирование семян от усталостного разрушения внутренних или наружных структур зерновок при многократных нагруженпях; травмирование семян при абразивном износе во время движения в трубах, бункерах, скребковых транспортерах. . •

2. При послеуборочной обработке семян зерновых культур в большей мере повреждаются крупные зерна. В связи с этим на псех этапах исследования микроповрсждаемостн семян целесообразно изучать потенциальную семенную фракцию семенной массы,:а не весь образец, так как крупные и мелкие зерна при послеуборочной обработке повреждаются в разной мере.'В связи с этим в методику исследования мнкро* повреждений семян необходимо внести следующее добавление: после исследования; навески (50 г) на засоренность и макроповреждення оставшееся зерно надо разделить лабораторными решетами на две фракции — фуражную (зерна мелкие и мельче средних) и семенную (зерна средние, крупнее средних и крупные). И-уже из семенной фракции отбирать семена для определения процента микроповреждений.

3. Широко применяемая и настоящее время в хозяйствах увлажненных зон послеуборочная обработка семян зерновых культур на разрозненно; работающих напольных установках активного вентилирования, зерноочнстнтельных и сортировальных машинах приводит к -значительному мнкротравмнрова-нню семенного материала. Общая мнкротравмнрованность семян при такой технологии послеуборочной обработки достигает, как правило, 100 процентов. Основной причиной значительного микротравмировання семян при этом являются многократные пропуски семенной массы в ходе ее послеуборочной обработки через мобильные зерноочистительные, сортировальные машины п зернопогрузчики, работающие на асфальтовых и бетонных площадках, а также на плетеной стальной.сеткс сушильных камер напольных установок.

В большей-мере при рассматриваемой технологии семена повреждаются зернопогрузчиком. Каждый пропуск семенной' массы через зернопогрузчик ■ увеличивает мнкротравмпрова-. ние семян в среднем от 21 до 27 процентов. Из них до поло-.и

вины микротравм возникает только при волочении семенной1 массы-питателем зернопогрузчика по абразиву асфальтового или бетонного покрытия площадок резерва и по плетеной-стальной сетке пола сушильных камер. В этом случае происходит абразивный износ семян, который тем выше, чем с большим модулем упругости и коэффициентом трения оказываются контактирующиеся с семенами фрикционные материалы, применяемые при создании пунктов послеуборочной обработки семян. Абразивному износу в большей мере подвергаются влажные семена. Абразивный износ прямо пропорционален пути трения при перемещениях семян. Следовательно, сокращение числа н протяженности перемещения семян при послеуборочной обработке по абразивным поверхностям-и особенно на этапе до сушки положительно скажется на уменьшении микротравмированпя семенного материала.

Микротравмы, полученные при послеуборочной обработке; в значительной: мере снижают посевные качества семян: снижение лабораторной-всхожести семян достигает 6%, а полевой—32%.

Травмы семян, полученные исключительно путем абразивного износа, снижают силу роста ^11—23%, а полевую всхожесть— #ос.15—24 процентов.

4. Установки активного вентилирования напольного типа на этапе собственно сушки практически исключают механическое повреждение семян. Эти установки, выполняя роль сушилок, могут при определенных условиях обеспечить поточную технологию послеуборочной обработки семенного материала. Условия эти следующие; 1) создание пунктов послеуборочной обработки семян с необходимым числом поточных линий; каждая из которых включает оптимальное число установок активного вентилирования; 2) применение установок активного вентилирования, обеспечивающих быструю (не более одного часа) механизированную загрузку и не .уенее быструю-и механизированную разгрузку при полной самоочистке сушильных камер; 3) увеличение производительности технологических поточных линий за счет предварительного (до сушки) фракционирования семенной массы на фуражную (зерна мелкие и мельче средних) и потенциальную семенную (зерна средние, крупнее средних и крупные) и снятия с потока фуражной фракции, а также за счет ускорения процесса собственно сушки.путем обеспечения соответствия объема и толщины слоя" семенной массы в сушильной камере источнику сушащего агента; 4) включение в технологическую поточную линию компенсационных емкостей как для влажной, так и для высушенной семенной массы.

5, Поточная технология послеуборочной обработки семян сама по себе не решает проблему значительного сокращения

мйкротравмнрования -семенного материала, бдн^ко она создает весьма существенные* предпосылки,для успешной борьбы с этим крайне'неблагоприятным явлением в семеноводстве. Создание пунктов послеуборочной обработки семян на принципах поточной технологии, способных принять на технологические линии всю семенную массу, поступающую, от зерноуборочных комбайнов, исключает механическое повреждение семян, которое обычно происходит при перемещениях семенной массы на, площадках резерва. Поточность создает условия для сокращения числа и длительности механического воздействия на семена, обеспечивает минимальную подвижность семян за счет совмещения ряда операций и сокращения числа н протяженности межоперационных связей, т. е. перемещения семян самотеком, шнековыми и скребковыми транспортерами по абразивным поверхностям. Комплексное, взаимоувязанное применение технологического оборудования в поточных линиях обеспечивает завершенность всего процесса послеубороч-'ной обработки семян по качественным показателям за один пропуск, , , -

При послеуборочной, обработке семян на технологических поточных линиях, разработанных и внедренных нами, величина микроповреждаемости семян.не превышает 13 процентов.

Эти поточные линии обеспечивают за один пропуск получение семян. 1и И классов семенных стандартов.

Рекомендуемые поточные линии . и в целом пункты послеуборочной обработки семян могут обеспечить потребность промышленного семеноводства страны во всех зонах с .повышенной влажностью.

„■ 6. Анализ повреждаемости семян при послеуборочной обработке необходимо-вести не только.по отдельным машинам и итоговым данным,' но и по этапам: прием семенной массы, первичная очистка семенной массы, сушка семян, окончательная очистка и сортировка семян, транспортировка семян на хранение. Такой анализ позволит проводить сравнение;результатов по разным зонам страны и по разным технологическим схемам послеуборочной обработки семян.

7. При определении величины механических повреждений семян:при последовательных процессах послеуборочной обработки необходимо учитывать не только прирост вновь поврежденных зерен,"но и повторное травмирование, согласно полученному нами выражению. ; '

8. Экономика разработанной нами- оптимальной технологии послеуборочной обработки семян и применение качественно новых сушилок активного вентилирования напольного типа (камерная и двускатная) характеризуются высокой эффективностью. На каждые 1000 га посева озимой пшеницы экономическая эффективность от применения разработанной

16 .1

поточной технологии только за счет снижения величины мнк-ротравмирования семян составляет 21020 рублей,

' ■ Вместе с тем затраты иа сушку одной тонны семян по но-.вой технологии на 5 руб. 98 кон. ниже против соответствующих затрат на типовой технологии (проект 812—57).

9. Результаты исследований нспользованы в действующих напольных сушилках и пункте послеуборочной.обработки семян, построенных в совхозе «Краснозаводскнй» Загорского района Московской области; в двускатных сушилках и пункте послеуборочной обработки семян, построенных в колхозе им. Дзержинского Речицкого,района Гомельской областн;'в камерных сушилках-и поточной линии пункта послеуборочной обработки семян, построенных в колхозе им. Ленина. Новомосковского района Тульской области. \

Предложения производству

I

В целях сокращения микроповреждаемости семян зерновых культур прн послеуборочной обра-ботке с применением для их сушки установок активного вентилирования напольного типа необходимо:

• 1, Исключить излишние перевалки семенной массы н готовых семян. Шире внедрять поточную технологию послеуборочной обработки семян с сушкой их на установках активного вентилирования напольного типа. Это условие, исходя из конкретных особенностей хозяйства, можно выполнить строительством по рекомендуемой-нами оптимальной технологии поточных пунктов послеуборочной обработки семян повышенной влажности (рис. 2) с применением для сушки семенной массы двускатных и камерных сушилок н рассчитываемых но формулам (7), (8).

2. При строительстве пунктов послеуборочной обработки семян в местах контакта семенной массы с конструкциям]) применять материалы только с низким модулем упругости и коэффициентом трения: древесина, пластик и т. п. Целесообразно производить окраску, а также гуммирование, пластмас-снрованис стальных и бетонных конструкций. :

, , При любом методе эксплуатации установок активного вентилирования напольного типа пол их сушильных камер надо покрывать плоскими решетами с круглыми, пробивными отверстиями диаметром до 2 мм.

, 3, В связн с имеющейся опасностью микроповреждении семян в больших размерах при послеуборочной обработке необходима проверка семенного материала на повреждаемость при любой технологии послеуборочной обработки семян. По итогам такой проверки необходимо проводить регулировку (доводку) всего комплекса машин для послеуборочной

обработки . сёмХк>с\'целью\'сокращения ^величины,, микропа-врежденнй семенного материала. ' -.

4. Результатьгданных исследований желательно учесть при разработке (корректировке) норм типового проектирования, на основаншГкотбрых разрабатываютсятнповые технологические поточные-лнинн и в целом пункты, (заводы) послеуборочной обработки семян. * " * ■

Список работ; опубликованных по теме диссертации

1. Панов А: Л.-Механизированный ток совхоза «Красноза-водскнй». ЖГ «Техника в сельском хозяйстве», № 8, 1973 г., стр. 25—27.. ■

2. Панов Л. Л. Разгрузка напольных сушилок. Ж. «Техника в сельском хозяйстве», № 7, 1974 г., стр. 23—25.

3. Панов А. Л, Поточная обрабтка семян с активным вентилированием. Ж. «Зерновое хозяйство», Кг 8, 1974 г., стр. 36— 37. . ' . ..

4. Панов Л. А; Ток й склад.семян под.одной крышей. Ж. «Сельское строительство», Ма 8, 1976г., стр. 24.

5. Панов А'. А. Послеуборочная! обработка семян зерновых культур. Ж- «Техника в сельском хозяйстве», № 7, 1976 г., стр. 8—1!.

6. Панов А. А. Замена покрытия пола установок для сушки семян методом активного вентилирования. ГОСИНТИ; Информационный листок '№ 974-76.

7. Панов А'. А. Напольная, сушилка в поточной линии послеуборочной обработки семян: ГОСИНТИ, Информационный листок № 767-76. -V . '

8. Панов А. А. .Узел окончательной"очистки и сортировки семян в потоке. ГОСИНТИ, Информационный листок №715-76. ; ' *

- 9. Панов А. А. Как снизить травмирование зерна. Ж. «Зерновое хозяйство», № 11, 1976 г., стр. 32.

10. Панов А. А. Технология окончательной очистки и сортировки семян в потоке. ГОСИНТИ, Информационный листок № 70-77. •

11. Панов* А.' А., Механизация напольных сушилок. ГОСИНТИ, Информационный листок № 339-77.

12. Панов А. А. Повреждение зерна при истечении из завальной ямы и бункера-накопнтеля. Ж; «Механизация и электрификация социалистического - сельского хозяйства»; ЛЬ 4,

1977 г., стр. 51—52. '. . ' -

13. Панов А. А.* Как избежать повреждения семян во'время послеуборочной обработки. Ж. «Зерновое хозяйство», № 10,

1978 г., стр. 28—30. - . . '

14. Панов А. А. Послеуборочная обработка посевного ма* 18 ■'; .

тернала. Ж. «Техника в сельском хозяйстве», №1; 1979 г., стр. 14—17.

15. Панов А. А. Определение мнкроповреждений при послеуборочной обработке. Ж. «Зерновое хозяйство», № 9, 1979 г., стр. 21—23.

16. Панов А. А. Расчет производительности пунктов обработки семян. Ж. «Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства», .\э 10, 1979 г., стр. 14—15. ч

17. Панов А. Л. Определение суммарного мнкротравмнро-вания семян. Ж. «Зерновое хозяйство», ЛГа 3, 1980 г., стр. 33.

18. Панов А, Л. Сушка ссмян повышенной влажности. Ж. «Экономика сельского хозяйства», № 6, 1980 г., стр. 77—78.

19. Панов А. А. Полнопоточный пункт обработки семян. Ж. «Техника в сельском хозяйстве», ЛГа 7, 1980 г., стр. 18—20.

20. Панов Л. А. Авторское свидетельство^ >6 761801, «Ка- .мерная сушилка», 1980 г.

21., Панов А. А. Травмирование семян в результате трения, Ж. «Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства», .Ча 11, 1980 г., ст. 18—19.

\

Объем РЛ п. л. ( > Заказ 1038.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва 11-550, Тимирязевская ул., 44