автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологического процесса сепарации ферментированных органических удобрений при вермикультивировании с разработкой и обоснованием параметров сепарирующего устройства

На правах рукописи

КАТУСОВ Дмитрий Николаевич

Л/

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ

ФЕРМЕНТИРОВАННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВЕРМИКУЛЬТИВИРОВАНИИ С РАЗРАБОТКОЙ И ОБОСНОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ СЕПАРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Специальность 05.20.01 - «Технологии и средства механизации сельского хозяйства»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2004

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Спевак Владимир Яковлевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Дементьев Александр Иванович

кандидат технических наук, доцент Волосевич Пётр Николаевич

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока (г. Саратов)

Защита диссертации состоится 26 ноября 2004 года на заседании диссертационного совета Д 220.061.03 при ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410056, г. Саратов, ул. Советская, д. 60, ауд. 325.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Саратовского государственного аграрного университета имени Н.И. Вавилова.

Автореферат разослан « _» октября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор

Волосевич Н.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: в настоящее время одной из наиболее острых проблем в сельском хозяйстве является резкое снижение уровня плодородия почв.

Исходя из сложившейся ситуации, необходима разработка новых, высокоэффективных, экологически безопасных биотехнологий производства и использования органических удобрений. Решение данной задачи возможно путем переработки органических отходов сельскохозяйственного и промышленного происхождения методом вермикультивирования. Сущность данного метода заключается в том, что предметом и средством производства являются живые организмы - дождевые черви и сопутствующий им комплекс микрофлоры, а конечным результатом является вермикомпост (биогумус), образующийся в результате их естественного пищеварительного процесса при переработке субстрата, приготовленного из органических отходов (навоз, птичий помёт) и целлюлозосодержащих наполнителей. Для интенсификации процесса вермикультивирования технологическими требованиями рекомендуется, чтобы исходные размеры частиц субстрата были как можно меньше и не превышали 4 мм.

Использование метода промышленного вермикультивирова-ния позволяет решить сразу три основные проблемы в сельском хозяйстве:

- наладить безотходную технологию сельскохозяйственного производства, утилизируя органические отходы различного происхождения;

- получать полноценное комплексное удобрение - вермиком-пост, по эффективности значительно превосходящее другие виды органических удобрений благодаря высокому содержанию микроорганизмов и ферментов, за счёт которых достигается быстрая реанимация стерильных почв и воспроизводство их структуры и плодородия, повышение урожайности и качества готовой продукции;

- получать полноценный животный белок, содержащий незаменимые аминокислоты для кормления птицы, рыбы, скота.

Одним из наиболее ответственных и трудоёмких процессов при вермикомпостировании является приготовление субстрата,

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

который одновременно является пищей и средой обитания вер-микультуры. Основной составной частью субстрата при верми-культивировании являются ферментированные твёрдые органические удобрения (ТОУ).

Однако существующие в настоящее время на животноводческих предприятиях технологии уборки и утилизации удобрений не позволяют получить сырьё, отвечающее технологическим требованиям на приготовление субстрата Практика показывает, что большинство хозяйств не имеют оборудованных навозохранилищ и процесс ферментации навоза и помёта проходит, как правило, бесконтрольно, не отвечая требованиям подготовки ТОУ. В процессе уборки, погрузки, транспортировки, хранения в навоз и помёт попадают посторонние механические примеси: камни, металлические предметы, растительные и древесные остатки, полимерные включения. Наличие этих примесей в дальнейшем оказывает негативное воздействие на ход технологического процесса верми-компостирования, приводит к поломкам рабочих органов технологического оборудования и снижению качества готовой продукции.

Поэтому уже на стадии подготовки исходных компонентов субстрата необходимо исключить наличие в них посторонних механических примесей. Однако отечественной промышленностью не выпускаются специализированные технические средства для выполнения данной операции. В связи с этим разработка и исследование сепарирующего устройства для очистки ферментированных твёрдых органических удобрений является актуальной задачей, решение которой в конечном итоге будет способствовать улучшению процесса вермикультивирования.

Цель исследований: совершенствование технологического процесса сепарации ферментированных твёрдых органических удобрений при вермикультивировании с разработкой и обоснованием оптимальных параметров сепарирующего устройства.

Объект исследований: технологический процесс работы сепарирующего устройства ферментированных твёрдых органических удобрений.

Научная новизна. Разработана и обоснована конструктивно-технологическая схема двухъярусного сепарирующего устройства для очистки и фракционирования ферментированных

твёрдых органических удобрений. Выполнен теоретический анализ рабочего процесса сепарирующего устройства. Получены аналитические зависимости, определяющие его конструктивно-технологические параметры.

Практическая ценность работы. Разработано двухъярусное сепарирующее устройство ферментированных твёрдых органических удобрений. Новизна технического решения подтверждена патентом РФ на изобретение №2130243. Результаты исследований приняты за основу при создании промышленного образца.

Реализация результатов исследований. Двухъярусное сепарирующее устройство прошло производственные испытания и внедрено в цехе по производству биогумуса птицефабрики ЗАО АФ «Николаевская» Саратовского района Саратовской области и в КФХ «Диана» Дергачёвского района Саратовской области.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях Саратовского государственного агроинженерного университета в 1996-1998 годах, на научных конференциях Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова в 1999-2004 годах, на Международных конференциях молодых учёных «От фундаментальной науки к новым технологиям. Экологически безопасные технологии на основе возобновляемых природных ресурсов» (Москва 2000 г., Тверь 2001 г.); на юбилейной научной конференции молодых учёных «Молодые учёные Волго-Уральского региона на рубеже веков» (Уфа 2001 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 19 печатных работах, в том числе в центральной печати 4, в сборниках научных трудов 9, в материалах международной конференции 2, а также получен патент РФ на изобретение № 2130243. Общий объем публикаций составляет 4,5 п.л., из которых 2,6 пл. принадлежит лично автору.

Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованной литературы и приложений.

Объем диссертационной работы составляет 202 страницы машинописного текста, содержит 12 таблиц, 58 рисунков и 6 приложений. Список использованной литературы включает 175 наименований, из них 18 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности работы и изложение основных научных положений, выносимых на защиту.

В первом разделе «Состояние вопроса и задачи исследований» обосновано значение проблемы отделения посторонних механических примесей от твёрдых органических удобрений при приготовлении субстрата для кормления червей, дана классификация и анализ способов разделения механических смесей и конструкций сепарирующих устройств, проведён обзор существующих исследований процессов разделения сыпучих материалов, предложена конструктивная схема сепарирующего устройства.

Анализ проблемы показал, что для повышения эффективности процесса вермикультивирования, надёжности работы измельчителей и смесителей, исходные компоненты субстрата необходимо очищать от инородных примесей. Однако эффективных и универсальных по отношению к механическим примесям устройств для очистки ферментированных твёрдых органических удобрений при приготовлении субстрата промышленность не выпускает.

Большая заслуга в разработке теории сепарации и создании различных по назначению и конструкции сепарирующих устройств принадлежит В.П. Горячкину, М.Н. Летошневу, В.Я. Белецкому, А.Ф. Ульянову, Г.Е. Листопаду, В.А. Олевскому, А.Я. Соколову, Е.А. Непомнящему, Г.Д. Петрову, А.Г. Рыбалко, В. В. Гортинскому, Ю.Д. Агееву, И.В. Пономарёву, А.В. Новосёлову и многим другим исследователям. Вопросами очистки трудносыпучих, связных и иных органических материалов занимались В.Н. Стригин, В.В. Шередекин, Ю.И. Боярчук, СМ. Ахметов, В.В. Саяпин; В.П. Капустин и другие исследователи. Однако вопросы очистки ферментированных твёрдых органических удобрений, обладающих специфическими физико-механическими свойствами, зависящими от способов уборки, условий хранения, сроков ферментации и других факторов остаются неизученными и требуют исследования.

На основании литературного обзора в соответствии с целью исследований поставлены следующие задачи:

- на основе анализа разработать классификацию сепарирующих устройств для создания наиболее рационального и эффектив-

ного разделяющего устройства, обеспечивающего качественную сепарацию ферментированных твёрдых органических удобрений;

- теоретически обосновать основные конструктивно-режимные параметры сепарирующего устройства;

- экспериментально проверить теоретические предпосылки и определить оптимальные конструктивно-режимные параметры сепарирующего устройства;

- исследовать в лабораторных условиях некоторые физико-механические свойства ферментированных ТОУ, влияющие на работу сепарирующего устройства;

- провести производственные испытания экспериментального сепарирующего устройства для выявления его работоспособности в производственных условиях;

- определить экономическую эффективность применения предложенного сепарирующего устройства.

Во втором разделе «Теоретические исследования работы сепарирующего устройства» приведено описание технологического процесса сепарации ферментированных ТОУ и конструкции сепарирующего устройства. Сепарирующее устройство (рис. 1) состоит из рамы 1, внутри которой на шарнирных подвесках 2 закреплён двухъярусный грохот 3, кривошипно-шатунного механизма 4, продольного транспортёра 5 для про-ходовых фракций, поперечного транспортёра 6 для сходовых фракций. Оба транспортёра имеют индивидуальные приводы. Колосники 7 верхнего яруса грохота имеют в своём сечении формы равнобедренных треугольников с равными основаниями и неравной высотой, развёрнутые относительно друг друга на 180°. При таком расположении колосников ширина щели между ними получается расширяющейся сверху вниз, что исключает возможность её забивания обрабатываемым материалом. Нижний ярус грохота выполнен в виде металлической сетки с квадратными отверстиями, так как сетка по сравнению с пробивным решетом имеет больший коэффициент живого сечения (до 0,8) а, следовательно, и более высокую производительность, а тот недостаток, что она менее прочная, компенсируется тем, что колосники защищают её от ударов крупных кусков обрабатываемого материала.

А-А

Рис 1. Двухъярусное сепарирующее устройство 1 - рама, 2 - подвески грохота, 3 - двухъярусный грохот, 4 - кривошипно-шатунный механизм, 5 - продольный транспортер для проходовых фракций, б - поперечный транспортер для сходовых фракций, 7- колосники верхнего яруса грохота (поперечное сечение)

Работа устройства происходит следующим образом: сырьё, обладающее запасом кинетической энергии, падает на колосники 7 верхнего яруса, в результате соударения с которыми происходит дополнительное разрушение органической массы и одновременно гасится избыточная кинетическая энергия, что исключает деформацию сетки нижнего яруса грохота. Вместе с тем на верхнем ярусе грохота происходит отделение крупных инородных примесей и неизмельчённой органической массы. Проходовая фракция с верхнего яруса грохота поступает на нижний ярус, где производится окончательное выделение материала требуемого фракционного состава (размеры частиц зависят от размеров отверстий сетки, и, как правило, не превышают 10 мм). Сходовые фракции с грохота удаляются при помощи поперечного транспортёра, проходовые при помощи горизонтального продольного транспортёра попадают на наклонный транспортёр и доставляются им в бункер-накопитель сырья.

В соответствии с поставленной задачей проведён теоретический анализ процесса работы сепарирующего устройства.

Анализ существующих исследований процессов разделения сыпучих смесей (глава 1) показал, что все исследователи начина-

ют описание процесса движения материала с того момента, когда материал уже находится на рабочей поверхности грохота, а возможные условия попадания материала на эту поверхность ими не рассматриваются, то есть, не описывается процесс возможного ударного разрушения обрабатываемого материала при его взаимодействии с рабочей поверхностью. Между тем, технологическая особенность работы плоских качающихся сепарирующих устройств зачастую состоит в том, что частицы потока обрабатываемого материала при подаче оказывают на поверхность грохота ударное воздействие, и эту особенность можно полезно использовать для дополнительного измельчения материала, а такое воздействие необходимо учитывать при расчёте конструктивно-технологических параметров сепарирующих устройств.

В связи с этим, основной задачей становится исследование процесса ударного разрушения обрабатываемого материала, происходящего на верхнем ярусе грохота, а для описания процесса разделения на верхнем и нижнем ярусе можно использовать уже существующие методики расчёта.

Мощность, затраченная на привод грохота, складывается из трёх основных составляющих:

где N1 - мощность, затраченная на ударное взаимодействие поверхности грохота с обрабатываемым материалом; - мощность, затраченная на транспортирование и просеивание материала верхним ярусом грохота; - мощность, затраченная на транспортирование и просеивание материала нижним ярусом грохота.

Для определения силы воздействия потока частиц материала над поверхностью грохота на высоте расположен подающий транспортёр, загружаемый ферментированными ТОУ с механическими примесями (рис. 2.).

Объёмную подачу материала можно определить как произведение скорости частиц в сечении потока на площадь сечения потока

О)

2 =

(2)

Рис 2 Схема для определения затрат мощности на ударное взаимодействие

Обозначим среднюю массу частицы материала - отср; число частиц в единице объёма - щ. Будем рассматривать малый промежуток времени А/. Тогда Q^At = ví^AS^At - объём материала, который ударится о грохот за время А1, и в этом объёме будет пх -V; • АЗ-Ы частиц.

Количество движения одной частицы перед ударом будет равно /Иср'Уь тогда за промежуток времени Д/ суммарное количество движения частиц, ударившихся о грохот, будет составлять величину: т^ • ^ • {пх • V, • Д5 • А1).

Обозначим символом АК суммарный ударный импульс, передаваемый частицам материала от поверхности грохота за время Д/. Тогда по теореме об изменении количества движения:

тер • п\ • VI • А? • А51 • (гг ~ уО = ЛАТ,

(3)

где у2 - скорость частицы материала после удара.

Обозначим символами п и х нормаль и касательную к поверхности грохота. Для упрощения вывода формул первоначально поверхность верхнего яруса грохота представим как плоскость, без учёта формы и расположения колосников. Коэффициенты восстановления нормальной и касательной составляющих скорости обозначим , соответственно. Коэффициент мгновенного трения при ударе равен: = 1 -кТ- Тогда по определению коэффициентов

где - проекции скорости на нормаль и касатель-

ную до и после удара, соответственно. После элементарных преобразований получим:

Проецируя векторное равенство (3) на нормаль и касательную к поверхности грохота, найдём проекции импульса ударных сил, действующих на частицы за время

Сила реакции поверхности грохота на поток частиц равна отношению: Я = , отсюда найдём проекции этой силы на нормаль и касательную:

(4)

v2n-vln=vl.cosa^(kп + \), (5)

у2т - = 1'1 -вша- (кг -1)=-КР' • вша • (6)

Д^я = тср*1 со§а' (К + 0 • п\ • У1 • & • А5, (7)

АК,=-Хтр-тср'ГГ5та-пГУГА1-А8. (8)'

А/

Пусть грохот движется поступательно со скоростью \>е, тогда до момента удара абсолютная скорость частицы V, складывается из относительной скорости уг (по отношению к грохоту) и переносной скорости уе:

У1 = Уг+Уг. (11)

Число частиц, которые ударятся о грохот за время Д/, будет равно:

пгЫ

(12)

где нормальная составляющая относительной скорости

частиц до удара; Д5' - площадь сечения потока частиц поверхностью грохота:

ду.соэсс^. (13)

Движение любой точки поверхности грохота определяется уравнениями:

: = -г- соз(со-0, (14)

= (0-г-зт(©.Г),

(15)

где г - амплитуда колебаний грохота.

Верхние кромки колосников образуют рабочую плоскость Аг Вг Ви наклоненную под углом а к горизонту (рис. 3), причём угол а обычно меньше угла трения материала о рабочую поверхность. Если не учитывать конечной длины подвесок грохота и шатуна привода, то можно считать, что плоскость,^ А2 В2 В\ совершает гармонические колебания с переносной скоростью направленной под углом р к горизонту вдоль линии качания грохота (Л.К.Г.). Введём неподвижную систему отсчёта ОХИ, связанную с корпусом сепарирующего устройства и подвижную систему отсчёта А^щ, связанную с разрушающим клином АБСББ

(рис. 4). Ось направлена вдоль режущей кромки, плоскость А%г1 совпадает с боковой гранью клина АВСИЕ, ось Ац перпендикулярна боковой грани АБСБ клина. Относительную скорость частицы (по отношению к грохоту) перед ударом обозначим г1г Нормаль к боковой грани АБСБ клина в точке удара М обозначим Мп, направление касательной составляющей вектора относительной скорости у1г в плоскости АБСБ обозначим Мх. Прямая

Мп параллельна оси Ац, прямая Мх образована пересечением боковой грани клина и плоскости, проходящей через вектор относительной скорости уг и нормаль Мп.

Г

г у-----------

у'

Рис. 3. Верхний ярус грохота

Рис. 4. Расчётная схема к определению мощности с учетом разрушения материала кромкой АВ

Введём для единичных векторов осей ox,oy,oz обозначения х°, У, z°, а единичные векторы осей A%,Ar¡, Ац обозначим соответственно.

Найдём проекции единичных векторов подвижной системы отсчёта на оси неподвижной системы отсчёта.

=-coso; £ = sina; £ = 0; (16)

r|° = -cos5sina; ify = -cos6sina; r|° = sin б. (17)

Воспользовавшись ранее полученными результатами, можем записать выражения для проекций ударного импульса:

Л Крп = т ■ (- vi,,„) • (к„ +1) • п\ vir • At ■ ASр, (18) AKm = m-(-virj-lmp -mvir -At-ASp, (19)

где ASp- доля площади потока, занимаемая частицами, попадающими на режущие клинья; т - средняя масса частицы, разрезаемой клином, кг; к„~ коэффициент восстановления нормальной составляющей скорости; п\ ~ число частиц в единице объема подаваемого материала; АКРП,АКРХ ~ проекции импульса, действующего на частицы за время At, на нормаль и касательное направление к боковой грани клина.

Определим проекции переносной скорости на оси подвижной системы отсчёта:

v<5 = -v«cos (a+ß); (20)

v«, -=ve cos <5 • sin(a + ß); (21)

v^ = vesin5-sin {a+ß). (22).

Теперь определим проекции относительной скорости перед ударом на оси подвижной системы отсчёта:

Vir; = Vil * М = ~V1 SÍn a + V' C0S(a + ß) i (23)

vim = viri - Ve» = yicos a eos (5 -f ve eos á sin(a + ß); (24) 12

Viф = vi„ - Уф = - Vi COS a sin S - ve sin <5sin(a + 0) . (25) Обозначим:

K,=-m.{kn+\).nrvx.AS\ (26)

K2 = -mlmp-ni-vrAS. (27)

Тогда составляющие реакции клина на поток определятся:

Rn = Kvvx г,ц; (28)

Rz — К 2 "Vir.T • (29)

Найдём составляющие мгновенной мощности как скалярное произведение составляющих реакций на переносную скорость:

N„=R„-Ve=KvVlrlil-Veíí= ^

=Kv[-vi cosa • sinS-ve sin5sin(a+p)^ sin5-sin(a+p); N, = Rx-ve=K2- (vH 1° + vM rf) • (Vel 1° + VcI) TÍ" + p°) =

= K2'[~ V1 sin a + Ve C0S(a + P) ]'l~ Ve C0s(a +

+ Ki[v\ cos a eos 5 + ve cos5sin(a + $)j-[-ve cosSsin(a + P)J. (31) При гармонических колебаниях переносная скорость:

Ve = ra)-sm(ot, (32)

где г - амплитуда колебаний; со - круговая частота колебаний.

Работа, совершаемая за период Т = — равна:

со

A = \N-dt, (33)

о

средняя мощность за период колебаний:

Щ=уА. (34)

После некоторых преобразований, учитывая выражения (26) и (27), находим составляющую мощности, затраченную на ударное взаимодействие грохота с обрабатываемым материалом:

Расчёт составляющих мощности И2 и И3, затрачиваемых на просеивание и транспортирование материала, следует производить по формуле:

=~тмг2(д\

71

(36)

где тм - масса материала на верхнем и нижнем ярусе грохота.

Согласно существующим методикам расчёта, можно считать, что материал сразу поступает на нижний ярус, и тогда массу тм находим по формуле:

тм =

_1-Р'&Р.+сп12)

(37)

ум

где / - длина нижнего яруса, м; р - плотность обрабатываемого материала, кг/м3; () - объёмная производительность, м3/с; св,си -содержание верхнего и нижнего класса в исходном материале (в долях единицы); vм- скорость перемещения материала по грохоту, м/с; Е - эффективность грохочения (в долях единицы).

Скорость хи найдём, интегрируя численными методами дифференциальные уравнения движения частицы ТОУ. Будем рассматривать нижний ярус (рис. 5) и введём систему координат (£,£), связанную с ним.

Ось направим вдоль плоскости грохота противоположно направлению движения материала, ось £ - перпендикулярно плоскости грохота. Рассмотрим относительное движение частицы материала. В полёте (точка Л на рис. 5) на неё действует сила тяжести в, направленная вертикально вниз, кроме того, пере-

носная сила инерции ри, направленная вдоль линии качания грохота. На поверхности грохота (точка В на рис. 5) к ним добавляется нормальная реакция N и сила трения 1\р, направленная противоположно относительной скорости у (для простоты записи индекс «г», обозначающий относительное движение, опускаем).

Рис. 5. Полет и скольжение частицы ТОУ Определим угол у наклона силы / :

у = arctg -

cos a + £cosco/sin(a + B)

у = arctg---—,

sin a - к coscos(a + P)

(38)

(39)

где к = (й -rig - кинематический параметр режима работы грохота.

Режим полёта частицы описывается системой дифференциальных уравнений:

dvr dvr

m-L = G+F; m_k = G+F. (40) dt 5 dt ц 4

Режим скольжения определяется системой уравнений:

(Л

= = (41)

Возможные режимы движения частицы, условия их сохранения в течение некоторого промежутка времени и используемые для их описания уравнения приведены в табл. 1.

Таблица 1

Режимы движения частицы относительно поверхности грохота

№ Режим движения Условие режима Уравнения, опи-

режима частицы сывающие режим

0 Полет С>о (40)

© Скольжение, когда N¿0 и 0<у<90°-ф (41)

/ лежит вне ко-

нуса трения 90°+ф<у<180°

© Скольжение, когда Л^О и (41)

/<■ лежит внутри 90°-ср<у<90°+(р и ско-

конуса трения рость не падает до нуля

© Покой 0 и 90°-ср<7<90°+(р 4 = const, £=0

С течением времени условия существования каждого режима нарушаются, и происходит его переход в другой режим.

Для моделирования движения частицы была разработана программа на ЭВМ, реализующая численное интегрирование дифференциальных уравнений (40) и (41) На основе этих данных определяется средняя скорость .

„„=М, (42)

(знак модуля используется в силу выбора системы координат).

Используя предыдущие выражения, получим выражение для определения мощности, затраченной на транспортирование и просеивание материала:

Тогда запишем окончательное выражение для определения мощности, затраченной на привод грохота:

^общ = ^у- Gocip 1к +1) • sin2 5 • sin2 (а + р) + + Х'^ [cos2 (а + р)+ cos2 8 sin2 (а + р)|+

+ ^G^fe + l)sin28sin2(a + p)+ (44)

+ [cos2 (а + р) + cos2 5 sin2 (а /С?исх(ся+сн/2) rV

+ P)|}+

УМ ^ Я

где Gmx - исходная массовая подача обрабатываемого материала, кг/с; G0CTp- массовая подача, приходящаяся на «заострённые» колосники, кг/с; G^п- массовая подача, приходящаяся на

«тупые» колосники, кг/с; к'п, к" - коэффициенты восстановления нормальной составляющей скорости при ударе частиц о «заострённые» и «тупые» колосники, соответственно; , -

коэффициенты мгновенного трения при ударе частиц о «заострённые» и «тупые» колосники, соответственно.

Производительность сепарирующего устройства Q можно определить по его транспортирующей способности по исходному материалу [108]:

О - 360(Ш/п'„ри, т/ч, (45)

где В - ширина грохота, м; h - высота слоя материала на сите грохота, м; v„ - скорость подачи материала по ситу, м/сек; рн -насыпная плотность материала, т/м3.

Тогда удельную мощность процесса Ыуя можно определить:

■ (46)

В третьем разделе «Методика и результаты исследований физико-механических свойств ферментированных твёрдых органических удобрений)) для исследования были выбраны наиболее распространённые и отвечающие технологическим требованиям на вермикультивирование следующие органические удобрения: навоз КРС и свиной навоз 12 месячного и птичий помёт 24 месячного периода ферментации. Определение физико-механических свойств указанных компонентов проводилось в соответствии с общепринятыми методиками и рекомендациями.

Насыпная плотность ферментированных ТОУ р зависит от их влажности и от вида удобрений и находится в пределах р = 410-975 кг/м3, причём плотность и влагоудерживающая способность ферментированных навоза КРС и свиного навоза несколько выше, чем у ферментированного птичьего помёта При увеличении влажности от W= 18-76 % плотность ферментированного навоза КРС и свиного навоза возрастает, р=487-975 кг/м3 и с р = 460-931 кг/м3, соответственно. При возрастании влажности птичьего помета W= 12-65 % его плотность изменяется р = 410-760 кг/м3.

Угол естественного откоса ап и угол трения фтр также зависят от влажности, и в зависимости от её величины принимают значения ап = 40-45° и (р^ = 31-44,8°, соответственно.

При увеличении влажности ферментированных ТОУ до 58-60 % коэффициенты трения покоя и движения составляют /п = 0,53-0,97 и Уд = 0,5-0,83, соответственно. При дальнейшем увеличении влажности коэффициенты трения вначале стабилизируются, а затем начинают снижаться за счёт образования на поверхности материала жидкостной плёнки, которая играет роль смазки. Коэффициенты внутреннего трения ферментированных ТОУ изменяются по тем же закономерностям в пределах^ = 0,71-1,62.

При уменьшении влажности ферментированного навоза КРС с 76,6 % до 39 % наблюдается резкое возрастание значения ()р -удельной разрушающей нагрузки с 229 до 4355 Н/м, соответст-

венно. Удельная разрушающая нагрузка также значительно зависит от угла заострения режущего клина.

В четвёртом разделе «Экспериментальные исследования сепарирующего устройства)) представлена конструкция экспериментальной установки сепарирующего устройства, составлена программа для исследования её рабочего процесса, выбран критерий оптимизации - эффектность работы сепарирующего устройства Е, равная выраженному в процентах отношению массы прохода к исходной массе обрабатываемого материала. Такой критерий успешно совмещает в себе характеристику двух процессов, происходящих при работе сепарирующего устройства - измельчения и просеивания, т.к. изменение степени измельчения ферментированных ТОУ, также как и изменение эффективности непосредственно просеивания неизбежно приведёт к прямопропор-циональному изменению совмещённого показателя, и в данном случае отдельная оценка каждого из процессов не требуется.

Анализ литературных данных, теоретический анализ работы сепарирующего устройства, а также поисковые опыты позволили выделить такие наиболее значимые переменные факторы, как величина подачи ТОУ, О, т/ч; угол наклона поверхности грохота к горизонту, а,0; частота вращения кривошипа (частота колебаний), лк, мин-1 и обосновать уровни их варьирования.

Для проведения экспериментальных исследований сепарирующего устройства использовался некомпозиционный 3-х факторный план Бокса-Бенкина с варьированием факторов на трёх уровнях. После обработки результатов экспериментов были получены уравнения регрессии:

где факторы представлены в кодированном виде.

После раскодирования уравнение выглядит следующим образом:

у = 83,833 - 4,325*, - 1,725х2 + 0,45*3+10,45*,*2 + +1,55*, х3 - 2,192Л:,2 - 3,592*2 + 4,908*2,

3 '

(47)

Е = 395,48 - 2,7570 - 3,173о - 1,461л, + 0,2130а + + О,ОО4430лк -0,044702 -0,0733а2 +0,00196«2.

Оптимальные значения факторов после раскодирования приведены в таблице 2.

Таблица 2

Оптимальные значения факторов

Факторы Оптимальное значение фактора

кодированное раскодированное

Величина подачи ТОУ, т/ч; х1 = 0,653 2 = 26,56 т/ч

Угол наклона поверхности грохота к горизонту, 0 ж2 =0,71 а = 17,0°

Частота вращения кривошипа (частота колебаний), мин"1 дг5 = -0,149 ик = 342,5 мин-1

После приведения уравнений к каноническому виду построены двумерные сечения для изучения влияния исследуемых факторов на критерий оптимизации.

Графический анализ приведённых поверхностей откликов (рис. 6, 7) позволяет для каждого конкретного случая определить оптимальные значения эффективности грохочения в зависимости от величины подачи твёрдых органических удобрений 0, угла наклона поверхности грохота к горизонту а, и частоты колебаний грохота пк.

В пятом разделе «Производственные испытания и расчёт экономической эффективности исследуемого сепарирующегоуст-ройства» приводятся результаты производственных испытаний и расчёта экономической эффективности предложенного устройства.

Производственные испытания сепарирующего устройства проводились в ЗАО АФ «Николаевская» Саратовского района Саратовской области и в КФХ «Диана» Дергачёвского района Саратовской области. Целью испытаний была проверка оптимальных значений конструктивных и режимных параметров сепарирующего устройства в производственных условиях, а также выявление его работоспособности при очистке различных видов ферментированных ТОУ. Исходным сырьём были ферментированные навоз КРС, свиной навоз и птичий помёт влажностью 45-50 %. Предварительно измельчённые ТОУ, содержащие инородные примеси, подавались питающим транспортёром на грохот двухъярусного сепарирующего устройства. Отсепариро-ванный материал (проход) удалялся при помощи продольного транспортёра в бункер-накопитель сырья, а сход - при помощи поперечного транспортёра.

Эффективность работы устройства составила 82-84 % при производительности по исходному сырью 26- 27 т/ч. Средняя потребляемая мощность при этом составила 2,99 кВт, удельная мощность -0,110-0,115 кВт-ч/т.

Расчёт экономической эффективности предложенного сепарирующего устройства проводился по общепринятым методикам. Базовым для сравнения был выбран виброгрохот барабанный ГБМ-Ф-ЮОА. Затраты труда у барабанного виброгрохота составляют 0,097 чел.-ч/т, а у предлагаемого устройства 0,0376 чел.-ч/т. Годовой экономический эффект составляет 94112,9 руб., срок окупаемости капвложений 1,35 года.

Общие выводы

1. На основе анализа существующих способов вермикомпо-стирования разработана оптимальная технологическая схема, включающая в процесс подготовки исходных компонентов субстрата операции отделения посторонних примесей от ферментированных ТОУ и разделения последних на фракции, что явилось

объектом исследований. Анализ способов разделения механических смесей и конструкций сепарирующих устройств позволил определить перспективную конструктивно-технологическую схему двухъярусного сепарирующего устройства ТОУ.

2. Выполнен теоретический анализ рабочего процесса сепарирующего устройства, получены аналитические выражения для определения его конструктивно-технологических параметров: ударного импульса частиц на движущуюся поверхность грохота (7, 8); произведён анализ влияния формы колосников на мощность, затраченную, на разрушение материала на верхнем ярусе (35); получено аналитическое выражение для определения мощности, затраченной на транспортирование и просеивание материала верхним и нижним ярусами (43); определены теоретические значения режимных параметров работы исследуемого сепарирующего устройства (42), (44) и (46), при которых осуществляется оптимальное выполнение операции сепарации ферментированных ТОУ.

3. Исследованы физико-механические свойства ферментированных навоза КРС, свиного навоза и птичьего помёта при влажности W = 12-76 %, влияющие на рабочий процесс сепарирующего устройства: плотность р = 410-975 кг/м; угол естественного откоса ап = 40-45° и угол трения фф = 31-44,8°; коэффициенты трения покоя/, = 0,53-0,97 и движения fA = 0,5-0,83; коэффициенты внутреннего трения fB = 0,71-1,62; удельная разрушающая

4. По результатам экспериментальных исследований получена математическая модель (47), (48), описывающая влияние величины подачи ТОУ, угла наклона поверхности грохота к горизонту, и частоты колебаний грохота на эффективность работы сепарирующего устройства.

5. Экспериментально определены оптимальные режимно-технологические параметры сепарирующего устройства, при которых эффективность работы сепарирующего устройства остается в области оптимума: величина подачи ТОУ, О = 26,56 т/ч; угол наклона поверхности грохота к горизонту, а = 17,0°, частота колебаний грохота, пк = 342,5 мин-1. На основе полученных оптимальных значений режимно-технологических параметров сепарирующего устройства была определена его потребляемая мощность, которая составила в зоне оптимума Л^щ = 2,98 кВт и

построены графики зависимости потребляемой мощности от частоты колебаний грохота, угла наклона поверхности грохота к горизонту и от величины исходной подачи ТОУ, которые подтвердили теоретические положения

6 Производственные испытания двухъярусного сепарирующего устройства ферментированных ТОУ показали его высокую экономическую эффективность годовой экономический эффект 94112,9 рублей, срок окупаемости капвложений - 1,35 года

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Катусов ДН Вермикультивирование - экологически безопасная биотехнология производства сельскохозяйственной продукции // Тез докл Меж-дунар конф молодых ученых «Химия и биотехнология пищевых веществ Экологически безопасные технологии на основе возобновляемых природных ресурсов» M ИБХФ РАН, 2000 С 124-125 (0,06/0,06 п л )

2 Катусов ДH Повышение эффективности вермипрозводства за счет совершенствования технологии вермикультивирования и внедрения линии для приготовления субстрата//Тез докл Междунар конф молодых ученых «От фундаментальной науки - к новым технологиям Химия и биотехнология биологически активных веществ, пищевых продуктов и добавок Экологически безопасные технологии Тверь, Тверской гос техн ун-т, 2001 С 126-127 (0,06/0,06 п л )

3 Катусов ДН, Кудетн В В, Скотников ДА Технология вермикультивирования в условиях Саратовской области // Молодые ученые СГАУ им H И Вавилова-агропромышленному комплексу Поволжского региона Сб науч работ Саратов Сарат гос агр ун-т им H И Вавилова, 2001 С 248-250 (0,2/0,06 п л )

4 Катусов ДH Вермикультивирование - альтернативный путь решения ряда современных эколого-экономических проблем // Материалы юбилейной научной конференции молодых ученых "Молодые ученые Волго-Уральского региона на рубеже веков" Уфа БГУ.2001 Том1 С 57-58 (0,125/0,125 п л)

5 Спевак В Я, Скотников ДА, Катусов ДН, Кудечин В В Технологическое оборудование для механизации процессов вермикультивирования // Вестник Саратовского госагроуниверситета им НИ Вавилова № 1-2002г С 78-79 (0,18/0,045 пл)

6 Катусов ДН, Куделин В В Исследование физико-механических свойств твердых органических удобрений // Молодые ученые СГАУ им H И Вавилова -агропромышленному комплексу Поволжского региона Сб науч работ Саратов Сарат гос агр ун-тим НИ Вавилова,2001 С 192-194 (0,2/0,1 пл)

7 Спевак В Я, Катусов ДH Методика проведения лабораторных исследований процесса отделения механических примесей от твердых органических удобрений // Совершенствование технологии и оборудования для переработки сельскохозяйственной продукции Сб науч работ / Сарат гос агр ун-т им НИ Вавилова Саратов,2001 С 168-174 (0,44/0,22пл)

8 Спевак В Я, Катусов ДH Классификация и анализ устройств для разделения сыпучих материалов // Совершенствование рабочих процессов и кон-

струкций сельскохозяйственных машин сб науч работ Саратов Сарат гос агр ун-т им НИ Вавилова, 2001 С 209-214 (0,3/0,15пл)

9 Катусов ДН Анализ способов разделения сыпучих материалов и классификация просеивающих устройств // Молодые ученые ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» - агропромышленному комплексу Поволжского региона Сб науч работ Саратов Сарат гос агр ун-т им НИ Вавилова, 2003 С 319-322 (0,25/0,25 п л )

10 Спевак В Я, Попов Г.Н, Дмитриев В Ф, Катусов ДН, Скотников ДА, Kydeiun В В Крупнотоннажный способ производства биогумуса в условиях Саратовской области Рекомендации Ассоциации "Аграрное образование и наука" Саратов, 1999 4 с (0,25/0,05 п л )

11 Катусов Д H Теоретический анализ процесса разделения твердых органических удобрений, содержащих механические примеси на двухкаскадном сепарирующем устройстве // Совершенствование технологии и оборудования для переработки сельскохозяйственной продукции Сб науч работ / Сарат гос агр ун-т им НИ Вавилова Саратов, 2001 С 162-167 (0,375/0,375 п л )

12 Спевак ВЯ, Катусов ДН, Куделин В В, Скотников ДА Линия для приготовления субстрата Патент РФ № 2130243 Заявл 05 06 97 Опубликовано Бюл №14, 1999 год

13 Спевак ВЯ, Катусов ДН, Куделин ВВ, Скотников ДА Линия для приготовления субстрата Информлисток № 138-99 Саратовского ЦНТИ Саратов ЦНТИ, 1999 4 с (0,18/0,045 пл)

14 Катусов ДН Двухкаскадное сепарирующее устройство Информлисток № 139-99 Саратовского ЦНТИ Саратов ЦНТИ, 1999 4 с (0,18/0,18 п л)

15 Катусов ДН Анализ работы сепарирующего устройства для отделения механических примесей от твердых органических удобрений//Степные просторы -1999 -Июль-С 20-21 (0,1/0,1 пл)

16 Брежнев A JI, Катусов ДН, СпевакВЯ Определение мощности привода грохота при ударном воздействии сепарируемого материала на его рабочую поверхность / Деп в ВИНИТИ №2418-В2001 M 2001,19с (0,54/0,18пл)

17 Брежнев АЛ, Катусов ДН, Спевак ВЯ, Царев В M Определение мощности привода колосникового грохота с учетом измельчения обрабатываемого материала / Деп в ВИНИТИ, №1417-В2002 M 2002,13 с (0,37/0,09 п л )

18 Катусов Д H Влияние давления потока частиц обрабатываемого материала на мощность привода грохота сепарирующего устройства // Молодые ученые ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» - агропромышленному комплексу Поволжского региона Сб науч работ Саратов Сарат гос агр ун-т им НИ Вавилова, 2003 С 314-318 (0,3/0,3 п л)

19 Спевак В Я, Катусов Д H Методика и результаты экспериментальных исследований сепарирующего устройства твердых органических удобрений // Молодые ученые ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» - агропромышленному комплексу Поволжского региона Сб науч работ Саратов Сарат гос агр ун-т им H И Вавилова, 2004 С 77-84 (0,4/0,2 п л )

Подписано в печать 191004. Формат 60x84716 Печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 1101/974.

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н И. Вавилова». 410600, Саратов, Театральная пл., 1.

Р205 48

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Требования к подготовке субстратов. Значение проблемы сепарации ферментированных твёрдых органических удобрений.

1.2. Анализ способов разделения механических смесей и конструкций сепарирующих устройств.

1.2.1. Анализ существующих способов разделения механических смесей.

1.2.2. Анализ известных конструкций просеивающих устройств для разделения сыпучих материалов.

1.2.3. Устройство технологической линии для приготовления субстрата

1.3. Обзор существующих исследований процессов разделения твёрдых органических материалов.

1.4. Цель и задачи исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СЕПАРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА.

2.1. Описание технологического процесса и конструкции сепарирующего устройства.

2.2. Расчёт мощности привода грохота.

2.2.1. Определение мощности, затраченной на ударное взаимодействие поверхности грохота с обрабатываемым материалом.

2.2.1.1. Определение силы давления потока частиц материала на неподвижную наклонную поверхность грохота.

2.2.1.2. Определение ударного импульса частиц на движущуюся поверхность грохота.

2.2.1.3. Анализ влияния формы колосников.

2.2.2 Расчёт мощности, затраченной на транспортирование и просеивание материала.

2.3. Выводы по главе.

3. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФЕРМЕНТИРОВАННЫХ ТВЁРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ.

3.1. Методика исследований физико-механических свойств ферментированных твёрдых органических удобрений.

3.2. Результаты исследований физико-механических свойств ферментированных твёрдых органических удобрений.

3.3. Выводы по главе.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Ф СЕПАРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА.

4.1. Описание лабораторной установки.

4.2. Программа и методика экспериментальных исследований.

4.3. Выбор критерия оптимизации процесса сепарации ферментированных твёрдых органических удобрений.

4.4. Выбор факторов и уровней их варьирования. Методика и результаты экспериментальных исследований по определению оптимальных параметров сепарирующего устройства.

4.4.1. Выбор факторов и уровней их варьирования.

• 4Л2- Мет0ДИКа экспериментальных исследований „о определению оптимальных параметров сепарирующего устройства.

4.4.3. Результаты экспериментальных исследований по определению оптимальных параметров сепарирующего устройства.

4.5. Определение мощности экспериментальной установки при оптимальных режимах работы.

4.6. Выводы по главе.

5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИССЛЕДУЕМОГО

СЕПАРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА.

5.1. Производственные испытания предложенного сепарирующего устройства.

5.2. Экономическая эффективность предложенного сепарирующего устройства.

ф Господствовавшая в последнее время в нашей стране концепция интенсификации сельскохозяйственного производства, в практической её реализации, слабо учитывала комплекс экологических проблем, возникших в результате резкого возрастания антропогенных нагрузок на природную среду. Начиная с 60-х годов прошлого столетия, земледелие в нашей стране развивалось за счет непрерывного наращивания средств химизации. Огромные, зачастую неконтролируемые дозы минеральных удобрений и ядохимикатов в растениеводстве, позволившие на начальном этапе значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур, долгое время не изучались как антропогенный фактор воздействия на природу [1].

Однако давно известно, что любые антропогенные воздействия на экосистемы, включая и агроэкосистемы, неизбежно приводят к нарушению естественного биологического круговорота веществ в природе и иногда такие нарушения могут стать необратимыми.

Результаты непродуманного вмешательства в естественные процессы круговорота веществ уже известны: деградированная и разрушенная структура почвы, мёртвые и зараженные в крайне опасных дозах тяжёлыми металлами, ядохимикатами, нитратами и другими веществами поля, водоёмы, непригодная для питания продукция [2. 7].

Ежегодная потеря гумуса, главного элемента плодородия почвы с 1 га пашни Саратовской области составляет, по оценкам экологов, 400-700 кг. За последние 20 лет площадь деградированных земель в России увеличилась в 1,6 раза, запасы гумуса уменьшились на 30-50%, а 88% пашни имеют содержание гумуса ниже оптимального и по России в целом его теряется более 84 млн. т. в год. Пахотных земель, отвечающих международным стандартам, у нас осталось около 8% [3, 8,9. 11].

Данная проблема характерна не только для нашей страны, она является проблемой мирового масштаба. За всю историю своего существования человечеством было освоено и заброшено в результате деградации 2 млрд. га плодородных земель - это больше площади ныне обрабатываемых полей и пастбищ, составляющей около 1,5 млрд. га, и за последние 50 лет скорость потери таких почв увеличилась в 30 раз по сравнению со средней исторической. Вот почему известные экологи мира Ж. Дорст, JI. Браун и др. называют этот ускоряющийся процесс самой сильной угрозой благополучию человечества [3].

Время увлечения минеральными удобрениями прошло, однако это не явилось решением всех экологических проблем [8,12. 16]. Всё более острой, особенно для крупных городов, становится проблема утилизации продуктов техногенеза, чуждых биосфере и её почвенному слою, не вписывающихся в естественный биологический круговорот веществ [17, 18]. Все традиционные методы их утилизации доказали и доказывают свою несостоятельность [19]. Причина - в запоздалом развитии научных основ комплексной охраны и восстановления природной среды.

Использование некоторых животноводческих и промышленных отходов в исходном виде - навоза, птичьего помёта, сапропеля, лигнина, осадков сточных вод и других в качестве органических удобрений не является решением проблем, так как они имеют множество недостатков: засорённость семенами сорных растений, наличие механических примесей, солей тяжёлых металлов, патогенных бактерий, вирусов, грибков, повышенная кислотность и тому подобное, совокупность которых порой приводит к отрицательному эффекту от их применения [20.27]. В связи с этими и другими проблемами, по оценкам экологов, только в Саратовской области скопилось около 2 млн. т. навоза, использование которого в качестве удобрений весьма затруднено из-за большого количества посторонних примесей и отсутствия эффективных технологий и технических средств по его очистке и внесению. К тому же только для бездефицитного поддержания баланса гумуса в почве ежегодно необходимо вносить не менее 15 т/га органических удобрений[11].

Тем НС М6Н6С) мировой опыт свидетельствует, что проблема биологизации земледелия и производства экологически чистой продукции может быть успешно решена. Путь еб решения - использование метода промышленного вермикультивирования (от латинского vermis - черви) и применение продуктов вермипроизводства - вермикомпоста и биомассы вермикультуры в растениеводстве и других отраслях народного хозяйства [31.48]. Еще в 1881г. Ч. Дарвин писал, что «вся земля, образующая растительный слой, неоднократно прошла через кишечник дождевого червя и только после этого приобрела свое главное свойство - плодородие» [28]. В США, Канаде [29, 40, 41, 49,], Великобритании [36, 37, 39], Франции [38], Италии [34, 42, 43], Дании [45,50], Чехословакии [48], Венгрии [44], Финляндии [52.54], Японии [47, 83], Гонконге [35], Китае [31] и многих других странах [32.54] на протяжении уже нескольких десятков лет занимаются промышленным вермикультивированием - разведением культурного гибрида дождевого червя, отличающегося высокой плодовитостью и продолжительностью жизни. Использование метода промышленного вермикультивирования позволяет:

-наладить безотходную технологию сельскохозяйственного производства, утилизируя органические отходы различного происхождения: животноводства, растениеводства, деревообрабатывающей, перерабатывающей, фармацевтичес-кой и других отраслей промышленного производства, твёрдые бытовые отходы, осадки сточных вод и многие другие;

-получать полноценное комплексное удобрение длительного действия, содержащее огромное количество полезных микроорганизмов, энзимов и коконов червей для ведения биодинамического сельского хозяйства, получения экологически чистой продукции, реанимации стерильных почв и воспроизводства их структуры и плодородия, свободное от патогенных микроорганизмов [55], по эффективности в 8-10 раз превосходящее другие виды органических удобрений;

-получать полноценный животный белок, содержащий незаменимые аминокислоты для кормления птицы, рыбы, скота, использования на фармакологические, косметические и кулинарные цели [5. 84].

Расчёты показывают, что ферма на 400 коров производит в год молока на 6-9 млн. рублей, и столько навоза, что если его переработать в вермикомпост, то на этом можно заработать 15-18 млн. рублей (в ценах 20032004г.). При этом рентабельность молока может доходить до 50%, а вермикомпоста меньше 300% не бывает [57, 58]. С помощью вермикультуры можно частично решить проблему дефицита белковых кормов: известно, что в умеренном климате 1га пшеницы даёт, в среднем, 350 кг протеина, а занятый вермикультурой - до 40 т белковой муки в год, превосходящей по содержанию протеина рыбную, соевую и мясокостную кормовую муку[24, 69, 71]. Одна тонна органических отходов при переработке ее червями дает до 600 кг биогумуса и около 100 кг биомассы червей, которая отличается высокой питательной ценностью [19,24, 56, 59,60].

Вермикультура настолько перспективна, что в США черви формы «красный калифорнийский гибрид» входили в список Координационного комитета по контролю за экспортом (КОКОМ) в числе товаров и технологий стратегического значения, запрещённых к ввозу в бывшие социалистические страны [62].

В зависимости от целей производства, существуют различные технологии вермикультивирования, частично или полностью адаптированные к региональным климатическим особенностям нашей страны [23, 59, 63.66, 70, 89]. Однако на основе анализа производственной деятельности вермихозяйств установлено, что процесс производства вермикомпоста отличается низким уровнем механизации выполнения технологических операций [70]. Это с одной стороны приводит к большим затратам ручного и труда, а с другой стороны — ставит в зависимость от умения и опыта персонала точность ведения технологического процесса и, как следствие, себестоимость и качество готовой продукции [66, 72]. Поэтому внедрение промышленного способа вермикультивирования в нашей стране требует безотлагательного решения качественно новой проблемы механизации технологических процессов вермикомпостирования

На основе анализа отечественного и зарубежного опыта установлено, что одной из наиболее трудоёмких технологических операций при вермикультивировании является приготовление субстрата, играющего для червей роль среды обитания и пищи, благодаря которой обеспечивается вся их жизнедеятельность. Поэтому от характера субстрата и качества его приготовления зависит общее состояние популяции червей, скорость его переработки, интенсивность размножения и накопления биомассы, количество и качество готового вермикомпоста [69, 72, 85,127, 168].

В качестве основной составной части субстрата чаще всего используют твёрдые органические удобрения (ТОУ) - прошедшие ферментацию навоз сельскохозяйственных животных, птичий помёт и др. Однако существующие в настоящее время на птицефабриках и фермах КРС технологические схемы уборки и утилизации удобрений не позволяют получить сырьё, отвечающее технологическим требованиям на приготовление субстрата. В процессе уборки, транспортировки и, зачастую, бесконтрольного хранения ТОУ в них в неограниченном количестве попадают механические примеси различного происхождения, оказывающие крайне негативное воздействие на функциональную надёжность используемых измельчителей и смесителей, на ход технологического процесса, и, в конечном итоге, на выход и качество готовой продукции [77, 85. 88].

В связи с этим возникает необходимость включения в технологические линии по приготовлению субстрата устройств для сепарации ферментированных ТОУ. Использование в некоторых случаях разделяющих устройств, заимствованных из других хозяйственных отраслей, по ряду очевидных причин не решает проблему в целом. Поэтому необходимость создания эффективного сепарирующего устройства, в связи с обозначенными выше проблемами, приобретает в настоящее время особо важное значение.

Процесс сепарации ферментированных ТОУ весьма сложен, мало изучен, чрезвычайно разнообразен по физико-механическим свойствам разделяемых компонентов, конструктивным и режимным параметрам сепарирующих устройств.

Всё это свидетельствует о необходимости проведения теоретических и экспериментальных исследований процесса сепарации ферментированных ТОУ, разработки эффективной конструкции и обосновании оптимальных конструктивно-режимных параметров сепарирующего устройства.

Решению этих вопросов и посвящена настоящая диссертационная работа.

б. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе анализа существующих способов вермикомпостирования разработана оптимальная технологическая схема, включающая в процесс подготовки исходных компонентов субстрата операции отделения посторонних примесей от ферментированных ТОУ и разделения последних на фракции, что явилось объектом исследований. Анализ способов разделения механических смесей и конструкций сепарирующих устройств позволил определить перспективную конструктивно-технологическую схему двухъярусного сепарирующего устройства ТОУ.

2. Выполнен теоретический анализ рабочего процесса сепарирующего устройства, получены аналитические выражения для определения его конструктивно-технологических параметров: ударного импульса частиц на движущуюся поверхность грохота (2.24, 2.25); произведён анализ влияния формы колосников на мощность, затраченную, на разрушение материала на верхнем ярусе (2.63, 2.64); получено аналитическое выражение для определения мощности, затраченной на транспортирование и просеивание материала верхним и нижним ярусами (2.96); определены теоретические значения режимных параметров работы исследуемого сепарирующего устройства (2.95), (2.97) и (2.99), при которых осуществляется оптимальное выполнение операции сепарации ферментированных ТОУ.

3. Исследованы физико-механические свойства ферментированных навоза КРС, свиного навоза и птичьего помёта при влажности W » 12-76 %, влияющие на рабочий процесс сепарирующего устройства: плотность р -410-975 кг/м3; угол естественного откоса а,, — 40-45° и угол трения <р,р = 31-44,8°; коэффициенты трения покоя fn = 0,53-0,97 и движения /д ™ 0,5-0,83; коэффициенты внутреннего трения = 0,71-1,62; удельная разрушающая нагрузка Qp = 229-4355 Н/м.

4. По результатам экспериментальных исследований получена математическая модель (4.25), (4.26), описывающая влияние величины подачи ТОУ, угла наклона поверхности грохота к горизонту, и частоты колебаний грохота на эффективность работы сепарирующего устройства

5. Экспериментально определены оптимальные режимно-технологические параметры сепарирующего устройства, при которых эффективность работы сепарирующего устройства остается в области оптимума: величина подачи ТОУ, Q = 26,56 т/ч; угол наклона поверхности грохота к горизонту, а = 17,0°, частота колебаний грохота, пх = 342,5 мин-1. На основе полученных оптимальных значений режимно-технологических параметров сепарирующего устройства была определена его потребляемая мощность, которая составила в зоне оптимума N,общ- 2,98 кВт и построены графики зависимости потребляемой мощности от частоты колебаний грохота, угла наклона поверхности грохота к горизонту и от величины исходной подачи ТОУ, которые подтвердили теоретические положения.

6. Производственные испытания двухъярусного сепарирующего устройства ферментированных ТОУ показали его высокую экономическую эффективность: годовой экономический эффект 94112,9 рублей, срок окупаемости капвложений - 1,35 года.

152

1. Щ> 1. Власенко В.М. Экологические требования к охране почв от загрязненияминеральными удобрениями. // Тракторы и сельхозмашины. 1995 № 1. - С. 8-10.

2. Зуев В.М. Восстановление структуры и плодородия почвы. // Механизация и электрификация сельского хозяйства -1998 № 7. - С. 8 - 10.

3. Добровольский Г., Куст Г. Плодородие почв России // Евразия. Природа и люди. 1997. - №4. С.56-61.

4. Попов А.И. Вермикомпосгы — важное звено в восстановлении функционирования системы почва-растение // Материалы 1-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». -Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2002. С. 81-88.

5. Небавский В.А. Ресурсосбережение при производстве продукции растениеводства // Механизация и электрификация сельского хозяйства -2003-№9.-С. 7-8.

6. Доклад о состоянии окружающей природной среды Саратовской области в 1996 году. Государственный комитет по охране окружающей природной среды Саратовской области - Саратов, 1997. - С. 22 - 25.

7. Ковда В.А. Факторы, снижающие плодородие чернозёмов и меры их устранения // Механизация и электрификация сельского хозяйства — 19873. С. 3 -6.

8. Ю.Гоготов И.К Характеристика биогумусов и почвогрунтов, производимых некоторыми фирмами России // Материалы 1-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2002.-С, 96-99.

9. П.Гоготов И.Н. Роль биоудобрений в плодородии почв 2004 // Материалы П-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». -Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2004. С. 139-142.

10. Китаева JI. Польза и вред минеральных удобрений. // Наука и жизнь. — 1997 -№4.-С. 116-120.

11. З.Берсенева JI. Органическое земледелие // Наука и жизнь- 1995. №4. С. 105109.

12. Чепурин Г.Е. Основные принципы научно-технического прогресса в АПК Сибири. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1997 - № 8 - С. 6 - 9.

13. Еськов А.И. Органические удобрения в земледелии России // Материалы П-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». -Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2004. С. 129-131.

14. Трувеллер К. А Вермикомпостирование в комплексном экоциклинге городских отходов // Материалы 1-й международной конференций «Дождевые черви и плодородие почв». Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2002.-С. 39-41.

15. Органические удобрения. Справочник / Попов П.Д., Хохлов В.И., Егоров А.А. и др.; под ред. И.А. Курзина. М.: ВО Агропромиздат, 1988. — 208 с.

16. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Попов П.Д. Теория и практика использования органических удобрений. М: Агропромиздат, 1987.

17. Макаров В.А. Повышение качества функционирования механизации производства и применения органических удобрений в сельскохозяйственном производстве. Диссертация . д-ра техн. наук. Рязань, 1997, 331 с.

18. Городний Н.М., Мельник И.А, Повхан М.Ф. и др. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве // Достижения науки и техники АПК. -1992. № 4. - С. 13-15.

19. Вишняков А.Э., Попов А.И. Горшков С.И., Николаенкова Н.Е. Вермикомпостирование осадков сточных вод // Материалы 1-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». -Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2002. С. 27-34.

20. Попов П.А. Компостирование навоза сельскохозяйственных животных посредством дождевых червей метод получения экологически чистого органического удобрения // Материалы П-й международной конференции

21. Дождевые черви и плодородие почв». Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2004.-С. 76-77.

22. Дарвин Ч. Образование растительного слоя деятельностью дождевых червей и наблюдение над образом жизни последних. Пер. с англ. М.А. Меизбира. СПб, изд. О.Н. Полевой, 1899. 101 с.

23. Лавров В.В. Вермикультивирование в США и Канаде // Материалы 1-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». -Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2002. С. 73-76.

24. Sun Zhenjun. Технологии вермикультивирования в Китае // Материалы П-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». -Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2004. С. 82-84.

25. Albanell Е., Plaixats J., Cabrero Т. Chemical changes during vermicomposting (Eisenia foetida) of sheep manure mixed with cotton industrial wastes // Biology and Fertility of soils. -1988. V. 6. - P. 226-269.

26. Bauwman H., Reinecke A.J. A defined medium for the study of growth and reproductions of the earthworms Eisenia foetida (Oligochaeta) // Biology and Fertility of soils. 1991. - V. 4. -P. 285

27. Businelli M, Perucci P., Patumi H., Giusquiani P.L. Chemical and enzymic activity of some worm casts // Plant soil. -1984. V.80. - № 3. -P. 414-422.

28. Chan P.L.S., Griffiths D.A. The vermicomposting of pre-treated pig manure // Biol. Wastes. -1988. Vol.24, № 7. - P. 67-69.

29. Edwards C.A. The use of earthworms for composting farm wastes // Composting of agricultural and other wastes. -1985. P. 229-252.

30. Edwards C.A., Lofrez J.R. The influence of artrophods and earthworm upon root growth of direct drill cereals // J. Appol. Eed. -1978. V. 15. - P. 789-795.

31. Fayolle L., Andre P. Cro'ssance ef reproduction du ver de terreau Eisenia foetida andree (Bouche, 1972) sur boues de methanisation // Acta oecol. Appl. 1985. -Vol.6.-№3.

32. Hand P., Hayes W.A., Frankland J.C., Satshel J.S. Vermicomposting of cow slurry // Pedobiologia. 1988. - Vol.31 - № 3-4. - P. 199-209.

33. Hartenstein R. Assimilation by the earthworm Eisenia foetida // Eartworm ecology. L.,N-J. 1983. - P. 297-308.

34. Hartenstein R. Earthworm biotechnology and global biogeochemistry //Adv. in ecol. Res. London, New-York. 1986. - Vol. 15.

35. Hervas L., Mazuelos C., Senest M, Saiz-Jimenes C. Chemical and physico-chemical characterization of vermicompost and their humus asid fractions. // The Sc. of Total Environment 1989. - V. - 81 - 82. - P. 534-550.

36. Hervas L., Mzuelos C., Senest M., Saiz-Jimenes C. Chemical and physico-chemical characterization of vermicompost and their humus acid fractions // The Sc. of total Environment -1989. V. 81-82. - P. 543-550.

37. Mba С. C. Vermicomposting and biological N-fixation // Proc 9ht hit Simp. Soil Biol. And Coserv. Bioshere, 1987. V. 1. - Budapest - P. 545 - 552.

38. Reeh U. Kortlaegning af regnormekompostering i Denmark. Regnorme-nyt. 1986. -№ 1. —P.4.

39. Tomati U., Grappeli A., Galli E. The alternative earthworm in the organic wastes recycle // Processing and use organic studge and eiqniol agricultural wastes. -1986.-P. 510-516.

40. Tsukamoto J., Watanabe H. Influence of temperature on hatching and growth of Eisenia foetida // Pedobiologia. 1974/ - P. 338-342.

41. Zajonc J., Sidor V. Ussing of some organic wastes at vermicompost preparation and their influence on grouth and reproduction of earthworm Eisenia foetida // Pol'nohospodartstvo. -1980. VoL 36, №8.-Sum Enge Bibliogr. - P. 742-751.

42. Патент США № 5076827 C05 F11/08. Способ и аппарат для компостирования органических отходов.

43. Патеит ЕВП № 0498796 С05 F17/00, 17/02.Способ и установка для компостирования с усовершенствованной последовательностью операций загрузки и выгрузки. Дания

44. Патент Австралии № 8443991 С05 F17/02. Модифицированный компостер.

45. Патент Финляндии № 904583 C05F. Способ и установка для получения компоста.

46. Патент Финляндии № 905204 C05F. Способ и установка для получения компоста.

47. Патент Финляндии № 920064 C05F. Установка для компостирования.

48. Еськов АЛ, Касатиков В.А., Русакова И.В., Кравченко М.Е. Агроэкологические аспекты производства и применения вермикомпостов // Материалы П-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2004. - С. 131-133.

49. Конин С.С. Вермикультура и бизнес // Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы П Московского международного конгресса М.: ЗАО «ПИК «Максима», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2003. ч. П, С. 272.

50. Конин С.С. Вермикультура и бизнес // Материалы П-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2004.-С. 138.

51. Жигжитова И.А. Трансформация органических отходов методом вермикультуры и формирование биоудобрений. Диссертация . канд. биол. наук. Улан-Удэ, 1998. -109 с.

52. Игонин A.M. Переработка навоза и другой органики с помощью дождевых червей // Земледелие. 1989. - № 12. - С. 52-54.

53. Терещенко П.В. Агроэкологические аспекты вермикультуры. Диссертация . канд. сельхоз. наук. М., 1998.-219 с.

54. Пиотровский Д.Л. Автоматизация процесса получения биогумуса. Диссертация . канд. техн. наук. Краснодар, 1997. 164 с.

55. Симоненкова В.А. Агроэкологическая оценка влияния различных субстратов та биологию красного калифорнийского гибрида дождевого червя. Диссертация . канд. сельхоз. наук. Оренбург, 1998. -172 с.

56. Тучак В.Н. Вермикомпостирование в климатических условиях Сибири // Биоконверсия органических отходов. Второй международный, конгресс. Тез. докл.- Иваново-Франковск, Укр. е.- х. академия. 1992.- С. 29 - 31.

57. Рыбалко А.Г., Спевак В. Я., Спевак Н. В. Перспективы комплексной механизации процессов вермикультивирования // Материалы И-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». -Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2004. С. 93-95.

58. Спевак В.Я., Рыбалко А.Г., Спевак Н.В., Шамьюнов М.Р. Технология и технические средства для производства компостов // Материалы 1-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». -Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2002. С. 50-52.

59. Катусов Д.Н. Вермикультивирование экологически безопасная биотехнология производства сельскохозяйственной продукции // Международная конференция молодых учёных. Тез. докл. - М.: ИБХФ РАН, 2000.-С. 124-125.

60. Спевак В.Я., Скотников Д.А, Катусов Д.Н., Куделин В.В. Технологическое оборудование для механизации процессов вермикультивирования // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова № 1-2002г. С. 78-79.

61. Гитилис B.C. Интенсификация и организация процессов промышленного вермикультивирования // Биоконверсия органических отходов. Второй международный, конгресс. Тез. докл.- Иваново-Франковск, Укр. е.- х. академия. -1992.- С. 25 26.

62. Слободян В.А. Развитие вермикультуры на различных видах органических отходов. // Биоконверсия органических отходов (Тезисы докл. участников второго международного конгресса, май 1992г.) Иваново-Франковск, 1992. -С. 18-19.

63. Спевак В.Я., Дмитриев В.Ф., Моисеев Ю.В., Джлавян Ш.Д. Биогумус -ценное биологически активное органическое удобрение. // Степные просторы. -1999.1.-С. 15-17.

64. Катусов Д.Н., Куделин В .В. Исследование физико-механических свойств твёрдых органических удобрений // Молодые учёные СГАУ им. Н.И

65. Горшкова Л.П. Эффективность предпосевной обработки семян микроэлементами в составе биогумуса при возделывании подсолнечника на обыкновенном чернозёме Саратовской области. Дис. .канд. с. х. наук. Саратов,Сар. гос. с.-х. академия 1997.-190с.

66. Кабанин А.В. Эффективность биогумуса при возделывании подсолнечника на обыкновенном чернозёме Окско-Донской равнины. Диссертация . канд. с х. наук. Балашов, 1998. - 151 с.

67. Смирнова Е.Б. Эффективность внесения биогумуса под гречиху на обыкновенном черноземе Саратовской области. Дис. .канд. с. х. наук. Саратов, Сар. гос. с.-х. академия 1996.- 181 с.

68. В.Я. Спевак. Технологическое оборудование для приготовления субстрата при производстве биогумуса // Материалы 1-й международной конференции

69. Дождевые черви и плодородие почв». Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ»,2002.-С. 52-54.

70. Спевак В.Я., Попов Г.Н., Дмитриев В.Ф., Катусов Д.Н., Скотников Д.А., Куделин В.В. Крупнотоннажный способ производства биогумуса в условиях Саратовской области. Рекомендации Ассоциации "Аграрное образование и наука" Саратов - 1999.

71. Морев Ю.Б. Вермикультивирование, производство и применение биогумуса Екатеринбург, Уральский НИИСХ, 1992,32 с.

72. Агеев Ю.Д. Совершенствование технологического процесса сепарации на фракции зерно-стержневой смеси из кукурузных початков. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Саратов, 1999. - 22 с.

73. Ахметов. С.М. Механизация очистки стебельных кормов. Дисс. . канд. техн. наук. Саратов, 1993. - 148 с.

74. Бойцов А.И. Повышение эффективности процесса разделения стоков свиноводческих комплексов на лопастной фильтрующей центрифуге. Дисс. . канд. техн. наук. Саратов, 1988. - 223 с.

75. Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1980. -304 е., ил.

76. Листопад Г.Е. Вибросепарация зерновых смесей. Волгоград, 1963, 119 с.

77. Листопад Г.Е. Основы теории вибросепарации зерновых смесей. Автореф. дис. д-ра техн. наук. Саратов, 1964 - 57 с.

78. Рыбалко А.Г. Исследование работы комбайнов на обмолоте зерновых колосовых культур в условиях орошаемого земледелия Поволжья: Автореф. дис. кавд. техн. наук. Саратов, 1978.-26 с.

79. Рыбалко А.Г. Обоснование молотильных и сепарирующих устройств зерноуборочных комбайнов для уборки семян. Дис. . д-ра техн. наук в виде научи, докл. Саратов 1997. - 80 с.

80. Стригин В.Н. Классификация и анализ устройств для отделения инородных примесей от кормов. в кн.: Механизация заготовки, приготовления и раздачи кормов: сб. научи, трудов. - Саратов. 1981. Вып 134.-С. 37-45.

81. Новосёлов А.В. Исследование и выбор параметров сепарирующего устройства для выделения балласта и стекла при разработке полей компостирования и свалок. Автореф.дис. . канд. техн. наук. Свердловск, 1967.-185 с.

82. Петров Г.Д. Картофелеуборочные машины. 2-е изд., перераб. и доп. -М: Машиностроение, 1984. - 320 е., ил.

83. Сорокин А.А. Сепарация клубней картофеля от почвенных комков (камней) по массе и коэффициенту восстановления скорости // Тракторы и сельскохозмашины, 1978, № 2. С. 24-26.

84. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / Листопад Г.Е., Демидов К.Г., Зонов Б.Д. и др.; Под общ. ред. Листопада Г.Е. М.: Агропромиздат, 1986. - 688 е., ил.

85. Туаев MB. Теория и синтез триерных машин с гибкими рабочими органами. Автореф. дне. д-ра техн. наук. М.: 1995.44 с.

86. Зюлин А.Ю. Влияние основных параметров каскада решет на эффективность сепарации зерна по длине. Научи, техн. бюл. ВНИИ мех. с/х. 1980, №45.-С. 27-30.

87. Кабалкин В.А. Машины для сортировки каменных материалов (грохоты). Саратов, 1981.-96 с.

88. Андреев С.Е., Зверевич В.В., Перов В.А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. 2-е изд., испр. и доп. М.: Недра, 1966. -396 с.

89. Пономарёв И.В. Дробление и грохочение углей. 2-е изд., испр. и доп. М: Недра,1970. — 367 с.

90. Молявко А.Р. Зарубежные конструкции механических грохотов (обзор). М: ЦИНТИАМ, 1963. 40 с.

91. Букаты Г.Б. Разработка направлений совершенствования вибрационных грохотов для рудных материалов. 'Диссертация . канд. техн. наук. Л., 1976. -225 с.

92. Максумов Т. Обоснование конструктивных параметров вибрационного грохота для нерудного сырья строительных материалов. Диссертация . канд. техн. наук. М., 1990. 194 с.

93. Липский Н.Ю. Исследование некоторых способов улучшения сепарирующей способности грохотов картофелеуборочных машин. Авггореф. дне. канд. техн. наук. Минск, 1973. -27 с.

94. Шегггур А.А. Обоснование параметров технологического процесса очистки и сортирования семян сельскохозяйственных культур в селекции и семеноводстве на очистителе семян вибрационном лабораторном. Автореф. дне. канд. техн. наук. — Харьков, 1991. 24 с.

95. Быков B.C. Определение толщины слоя очищаемого материала на решете // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003 - № 2 — С. 31 -32.

96. Говоров А.В. Каскадные и комбинированные процессы фракционирования сыпучих материалов. Дисс. . канд. техн. наук. Свердловск, 1986. 227 с.

97. Шередекин В.В. Разделение сильнозасорбнного вороха направленными воздушными потоками при пневмотранспорте. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Воронеж, 1998. 19 с.

98. Курбанов Р.Ф. Разработка и обоснование основных параметров фракционного пневмоинерционного сепаратора зернового вороха -Автореф. дис. канд. техн. наук. Казань, 1995,- 22 с.

99. Олевский В.А. Конструкции и расчеты грохотов. М.: Металлургиздат, 1955.124 с.

100. Сафразбекян О.А., Фоменко В.Н., Пошкевичюс B.JI. Новый ротационный сепаратор картофелеуборочных машин. М: ВИМ,1980, вып. 45. С. 20-22.

101. Гуливец А.А. Исследование взаимодействия горной массы с поступательно движущимся полотном консольно-колосникового грохота-питателя и определение основных его параметров Диссертация . канд. техн. наук. Днепропетровск, 1982.-201 с.

102. А. с. № 634801 СССР Колосниковый грохот. Потураев В.Н., Шуляк И.А., Червоненко А.Г., Морус B.JI. и др. Опубл. в Б.И., 1978, № 44.

103. Справочник по обогащению руд. В 3-х томах. Гл. ред. О.С. Богданов Т. 1. Подготовительные процессы. Отв. Ред. В.А. Олевский. М.: Недра, 1972. -448 с.

104. Патент Российской Федерации № 2130243 на изобретение «Линия для приготовления субстрата». Авторы: Спевак В.Я., Катусов Д.Н., Куделин В.В., Скотников Д.А.

105. Спевак В.Я., Катусов Д.Н., Куделин В.В., Скоггников Д.А. Линия для приготовления субстрата: Информлисток № 138-99 Саратовского ЦНТИ. Саратов: ЦНТИ, 1999. 4 с.

106. Катусов Д.Н. Двухкаскадное сепарирующее устройство: Информлисток № 139-99 Саратовского ЦНТИ. Саратов: ЦНТИ, 1999.4 с.

107. Скотников Д. А. Совершенствование технологии и оптимизация параметров смесителя для приготовления субстрата при производстве биогумуса. Дисс. канд. техн. наук. Саратов, 2003.160 с.

108. Спевак Н.В. Устройство для измельчения твердых органических удобрений (ТОУ) // Материалы П-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». Владимир, ОАО МНПК «ПИКъ», 2004.-С. 91-93.

109. Горячкин В.П. Некоторые сображения о работе сортировок. Собр. соч. в 3-х т., т. 3, М.: «Колос», 1968. - С. 179-211.

110. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины М.: «Сельхозгиз», 1955. — 764 с.

111. Белецкий В.Я. Теория и расчет сит с прямолинейными качаниями. М.: «Загаггодат», 1949.

112. Ульянов А.Ф. Механизация очистки зерна на току. Саратов, 1951, 39 с.

113. Бочкарёв А.И. Исследование сепарации семян вибропневмоцентрифугированием. Автореф. дис. . д-ра техн. наук. -Волгоград, 1970,51 с.

114. Блехман И.И., Хайнман В.Я. О теории вибрационного разделения сыпучих смесей. Изв. АН СССР, Механика, 1965, № 5. -С. 22-30.

115. Бауман В.А., Быховский И.И. Вибрационные машины и процессы в строительстве. М.: Высшая школа, 1977. 254 с.

116. Листопад Г.Б. Основы теории вибросепарации зерновых смесей. Автореф. дис. д-ра техн. наук. Саратов, 1964 - 57 с.

117. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. 2-е изд. Под ред. А. Я. Соколова М: Машиностроение, 1969. -636 с.

118. Непомнящий Е.А. Вибросепарирование сыпучих смесей как стохастический процесс. Изв. ЛЭТИ, вып. 41. - С. 109-118.

119. Непомнящий Е.А. Стохастическая теория гравитационного обогащения в слое конечной толщины. Изв. ВУЗов, Горный журнал, 1966, № 7. С. 172176.

120. Петров Г.Д., Трусов В.П., Терехов Н.С. Радиоизотопный сепаратор. // Картофель и овощи, №6,1978. С. 11-13.

121. Диденко Н.Ф., Петров Г.Д. Исследование процесса подкопа сепарации и транспортирования почвенного пласта качающимся грохотом // Тракторы и сельскохозяйственные машины, № 7 1967.

122. Гортинский В.В. Основные направления Hill в области сепарирования. М.: ЦНИИТЭИ легпищмаш, 1976 - № 5.

123. Гортинский В.В. Сортирование сыпучих тел при послойном движении по сигам. Труды ВИМ, т. 34. М.: 1964.

124. Курбанов Р.Ф. Разработка и обоснование основных параметров фракционного пневмоинерционного сепаратора зернового вороха -Автореф. дис. канд. техн. наук.'Казань, 1995,- 22 с.

125. Душаев С.В. Усовершенствованная технология и средства разделения клубней картофеля на решётных поверхностях сортировальных машин. Диссертация . канд. техн. наук. Саратов, 2001. 141 с.

126. Фурлетов В.М. Изыскание, исследование и обоснование основных параметров и режимов работы механического отделителя клубней картофеля от примесей. Автореф. дис. канд. техн. наук-М: 1981. -19 с.

127. Огурцов В.А. Методы расчета и оптимизации процессов классификации сыпучих сред на виброгрохотах. Диссертация . канд. техн. наук. Иваново, 1983.- 157 с.

128. Рожков В.А. Закономерности процесса грохочения влажных углей и их приложение к методу технологического расчёта плоских наклонных вибрационных грохотов. Диссертация . канд. техн. наук. М., 1967. 221 с.

129. Лошкарёв Ю.В. Разработка и применение метода расчёта оптимального режима процесса грохочения. Диссертация . канд. техн. наук. Харьков, 1974.-285 с.

130. Боярчук Ю.И. Повышение эффективности послеуборочной обработки льновороха путём его сепарации перед сушкой. Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1994,13 с.

131. Саяпин В.В. Совершенствование процесса очистки грубых стебельных кормов от инородных твёрдых примесей с разработкой и обоснованием параметров сепарирующего устройства Дис. . канд. техн. наук. — Саратов, 1997,221с.

132. Капустин В.П. Повышение эффективности технологических процессов уборки, транспортировки и переработки бесподстилочного навоза Автореф. дис. . д-ра техн. наук. Саратов, 1997, 40 с.

133. Капустин В.П., Саяпин В.А. Разделение жидкого навоза на фракции // Техника в сельском хозяйстве. 1980, №2. С. 20-21.

134. Летошнев МИ. Теория вероятностей (в приложении к исследованию рабочего процесса плоского сортировочного решета). Сб. Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин. Т.1, М-Л., 1935.

135. Бухгольц Н.Н. Основной курс теоретической механики. 4.2. М.: Наука, 1972.-332 с.

136. Турбин Б.Г., Лурье А.Б., Григорьев С.М, Иванович Э.М, Мельников С.В. Сельскохозяйственные машины. Теория и технологический расчёт. Л.: Машиностроение, 1967. 583 с.

137. Физико-механические свойства растений, почв, удобрений (методы исслед; приборы, характеристика) М.: «Колос», 1970 - 423 с.

138. Цнггович И.К. Курс аналитической химии. Учебник для сельскохозяйственных ВУЗов. Изд. 5е, испр. и доп. М: Высшая школа, 1985. 460 е., ил.

139. Герков А.П., Самочегов В.Ф. Зерносушение. М.: Заготиздат, 1959. 87 с.

140. Швейцаров JI.JI. К вопросу исследования физико-механических свойств кормов для птицы // Сборник научных трудов СИМСХ. Вып. 37. Саратов, 1967.-С. 137-142.

141. Дубинин В.Ф., Павлов П.И. Физико-механические и перегрузочные свойства сельско-хозяйственных грузов / Сарат. гос. с.-х. академия Саратов, 1996.-100 с.

142. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: «Колос», 1967. 160 с.

143. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. 2-е изд., перераб. и доп. JL: «Колос», Ленинградское отделение, 1980. 168 с.

144. Завалишин Ф.С., Мацнев М.Г. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства. М.: «Колос». 1982. 232 с.

145. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 279 с.

146. Нелюбов А.И., Ветров Е.Ф. Пневмосепарирующие системы сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1977. -190 с.

147. Катусов Д.Н. Анализ работы сепарирующего устройства для отделения механических примесей от твёрдых органических удобрений//Степные просторы. -1999. Июль-С. 20-21.

148. Денисов Р.А. Совершенствование технологии производства вермикомпоста, с разработкой и обоснованием оптимальных параметров устройства для формования гряд и распределения подкормки. Дис. . канд. техн. наук. Саратов, 2003,185 с.

149. Методика определения экономической эффективности исследования в сельском хозяйстве результатов научно исследовательских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. — М.: Колос, 1980.-112 с.

150. Антомкевич B.C. Экономическое обоснование новой сельскохозяйственной техники. — М.: Экономика, 1971. — 216 с.

151. Нормативно справочный материал для экономической оценки сельскохозяйственной техники. - М.: ЦНИИТЭИ, 1988. - 326 с.

152. Сборник нормативных материалов на работы, выполняемые машинно -техническими станциями (мтс). М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2001. -190 с.

153. Брежнев A.JL, Катусов Д.Н., Спевак В.Я. Определение мощности привода грохота при ударном воздействии сепарируемого материала на его рабочую поверхность /Деп. в ВИНИТИ № 2418-В2001. М.:2001., 19 с.

154. Брежнев A.JL, Катусов Д.Н., Спевак В.Я., Царёв В.М. Определение мощности привода колосникового грохота с учётом измельчения обрабатываемого материала / Деп. в ВИНИТИ, №1417-В2002. М.:2002., 13 с.