Обоснование схемы очистки семян подсолнечника на воздушно-решетных зерноочистительных машинах

Подсолнечник занимает важное место в сельскохозяйственном производстве России.

Семена подсолнечника используются на корм крупному рогатому скоту в виде жмыха, который дробят на частицы величиной 3−5 мм, который является ценным продуктом для кормления сельскохозяйственных животных. Он обладает высоким питательным свойствам, и поэтому получил широкое распространение как кормовая добавка в рацион КРС, свиней, овец и коз. В своем составе содержит хорошо перевариваемый протеин (белок), содержащий незаменимые аминокислоты, а также растительные масла. При введении жмыха в рацион добавление других растительных масел исключают. В основном используется в комбикормовой промышленности, причем установлены ограничения при его включении в рацион, так как он оказывает отрицательное влияние на качество молока, масла, сыра. Так, дойным коровам при получении молока для последующей реализации, допускается вводить в рацион до 4 кг подсолнечного жмыха, а при переработке молока на масло — не более 2,5 кг. Если молоко предназначено для производства сыра — то рацион коровы должен содержать не более 1,5 кг. Молодняку крупного рогатого скота его дают до 1−1,5 кг, коровам — по 2,5−4 кг. Скармливать жмых нужно в сухом виде после измельчения или смоченным незадолго перед раздачей животным. Подсолнечный жмых по ГОСТ 80–96 предназначен для кормовых целей и для производства комбинированной продукции [1].

Жмых — побочный продукт маслоэкстракционных заводов, ценный белковый корм, используемый для балансирования рецептов по протеину. Получают жмых прессованием предварительно обработанных семян подсолнечника на шнековых прессах, выпускаемый в виде ракушек или дроблением мелочи, проходящей через решето Ш 1 мм. Он имеет серый оттенок, приятный запах и вкус. Размолотые жмыхи долго не хранятся, они очень гигроскопичны, если влажность повышена, жиры окисляются с выделением неприятного запаха.

Многолетний опыт эксплуатации технологических линий переработки семян масличных культур позволил разработать для каждой технологии конкретный оптимальный режим отжима масла, при двукратном прессовании холодным способом подсолнечного жмыха содержания остаточного жира и остатков масла в нем остается наибольшее количество по сравнению с холодно-горячим способом и экструзией [1].

Непрерывный рост потребности в растительном масле для продовольственных нужд населения ставит перед сельским хозяйством задачу постоянного расширения посевных площадей, которые заняты под подсолнечником и повышение его урожайности [2, 26].

Для обеспечения динамического роста семян сельскохозяйственных культур вносят гранулированные минеральные удобрения [3, 5, 33] машинно-тракторными агрегатами [4, 6, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 15], в составе с центробежными разбрасывателями [9, 11]. Проблема устойчивости аграрного сектора экономики страны является получение высококачественных семян сельскохозяйственных культур, устойчивые к неблагоприятным погодным условиям.

Неудовлетворительное качество семян приводит к существенному снижению результативности технологий производства сельскохозяйственной продукции, большому перерасходу посевного материала и недобору урожая. Система мероприятий по сохранению качества семян является ответственным этапом, которые относятся к категории первоочередных, требующая немедленного результата [16,17,18,19].

Одно из важнейших условий для выполнения данной задачи является подготовка необходимого количества, но и высококачественного посевного материала путем очистки и сортирования семян [20,21,22,23] на воздушно-решетных зерноочистительных машинах [25,26,32].

Для определения рациональной схемы очистки вороха семян подсолнечника сорта Лакомка на воздушно-решетной зерноочистительной машине типа МВУ-1500 [27,28,29] был проведен его качественный анализ [30, 31], результаты которого приведены в таблице 1.

семя подсолнечник зерноочистительный Таблица 1 — Качественные показатели работы воздушно-решетной зерноочистительной машины МВУ-1500 при очистке вороха семян подсолнечника сорта Лакомка.

Толщина, ширина и скорость витания семян подсолнечника сорта Лакомка, характеризуются уравнениями y = 0,214е^0,403х + 6,657 и у=4,95•e^0,002х + 2,55 [24] соответственно и представлены в таблице 2.

Таблица 2 — Толщина, ширина и скорость витания семян подсолнечника сорта Лакомка.

Толщина и ширина семян подсолнечника связана с индивидуальной их массой, для уточнения взаимосвязи был проведен регрессионный анализ, результаты которого представлены в таблице 3.

Таблица 3 — Результаты корреляционно-регрессионного анализа между размерами семян подсолнечника сорта Лакомка и их индивидуальной массой.

Показатель.	Значение показателя по.
	толщине.	ширине.
Квадрат корреляционного отношения, з 2yx	0,985 (98,5%).	0,99 (99%).
Корреляционное отношение, з yx	0,993.	0,995.
Ошибка корреляционного отношения.	0,070.	0,058.
Уравнение регрессии.
Доверительный интервал для корреляционного отношения.	0,993 ± 0,223 0,769−1,216	0,995 ± 0,185 0,81−1,18

Анализ представленных данных в таблице 3 показывает, что величина корреляционного отношения составляет 0,993 и 0,995 соответственно, а зависимости изменения толщины и ширины семян от их индивидуальной массы имеют криволинейный характер — экспоненциальную зависимость (рисунок 1). Установлено, что индивидуальная масса при различной толщине и ширине семян резко возрастает, когда их толщина и ширина составляет более 4,0 мм и 5,67 мм соответственно.

а.

б.

Рисунок 1 — Зависимость индивидуальной массы семян подсолнечника сорта Лакомка от: а — толщины; б — ширины.

Семена подсолнечника не сильно засорены семенами сорных растений, и поэтому приведенные данные можно использовать, для составления схемы очистки. Для выявления необходимого набора решет для очистки семян подсолнечника сорта Лакомка, например на зерноочистительной машине МВУ-1500 установим границы сортирования [2], которые приведены в таблице 4.

Таблица 4 — Размеры семян подсолнечника сорта Лакомка.

Очистка семян подсолнечника осуществляется воздушным потоком, одним или двумя решетами для отделения крупных примесей и двумя решетами, из которых одно отделяет в подсев обрушенные семена, а второе — делит целые семена.

При данной схеме очистки семена подсолнечника соответствуют по чистоте 3-му классу посевного материала, и имеет недостатки: семена в сходе решета Ш 5,0 имеют низкую индивидуальную массу и низкое качество работы подсевных решет. Для облегчения работы подсевного решета устанавливают сортировальное решето, которое будет отделять в сход 50% семян. Размер отверстий сортировального решета подбирают, используя корреляционную таблицу (рисунок 2). Таким решетом для семян подсолнечника сорта Лакомка будет решето? 3,6, которое отберет из очищенного материала наиболее ценные семена с массой выше 90 г и при этом повысится производительность и качество работы подсевных решет [2].

Рисунок 2 — Корреляционная таблица по ширине и толщине семян подсолнечника сорта Лакомка Из корреляционной таблицы (рисунок 2) следует, что семена с толщиной более 3,6 мм имеют ширину более 7,0 мм. Значит, в сходе решета ?3,6 не будет семян, которые могут пройти через решето Ш 7,0. Для схода с решета? 3,6 семян не требуется дополнительной обработки на подсевных решетах.

В соответствии с изложенным, технологический процесс очистки семян подсолнечника сорта Лакомка на воздушно-решетной зерноочистительной машине МВУ-1500 происходит следующим образом. Исходный материал, поступивший в машину продувается воздушным потоком со скоростью 4,43 м/с, в результате этого выделяются щуплые семена и пыль. Далее он поступает на первое решето, которое отделяет фрагменты стеблей и корзинок. Семена, прошедшие через первое решето, поступают на сортировальное решето? 3,6, на котором разделяются на две равные части, одна из которых является сход с решета и это будет семенной материал, а вторая часть является проход решета и далее идет на дальнейшую обработку на подсевные решета. Первое из них (решето Ш 7,0) выделяет в сход очищенные семена товарного назначения, а в проход идут обрушенные семена подсолнечника, фрагменты стеблей и корзинок, и второе решето (Ш 3,6) выделит в сход обрушенные семена.

Качественные показатели работы воздушно-решетной зерноочистительной машины МВУ-1500 по предложенной схеме очистки семян подсолнечника сорта Лакомка представлены в таблице 5.

Таблица 5 — Качественные показатели работы воздушно-решетной зерноочистительной машины МВУ-1500 по предложенной схеме очистки семян подсолнечника сорта Лакомка.

Заключение

Перспективной схемой очистки семян подсолнечника является скорость воздушного потока равной 4,43 м/с, содержание одного сортировального решета? 3,6 и двух решет (Ш 7 и Ш 3,6 мм) в зерноочистительных машинах, что позволит получить семенной материал высокого качества (таблица 5), соответствующий требованиям ГОСТ на посевной материал.

• 1. Припоров И. Е. Использование подсолнечного жмыха в рационе крупного рогатого скота. Инновации в сельском хозяйстве. 2015. № 5 (15). С. 184−187.
• 2. Ксифилинов Х. А. Обоснование методов очистки семян масличных культур / Х. А. Ксифилинов // Сб. науч. тр. / Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства. — 1952. — Т. 17. — С. 153−181.
• 3. Припоров Е. В. Параметры процесса распределения гранулированных минеральных удобрений и семян риса горизонтальным однодисковым центробежным аппаратом. дисс. на соиск. ученой степени кандидата техн. наук. Краснодар, 2003.
• 4. Припоров Е. В. Пути снижения эксплуатационных затрат на работу агрегата. В сборнике: Научные механизмы решения проблем инновационного развития сборник статей Международной научно-практической конференции. 2016. С. 79−82.
• 5. Якимов Ю. И., Иванов В. П., Припоров Е. В., Заярский В. П., Волков Г. И., Селивановский О. Б. Устройство для поверхностного рассева минеральных удобрений и других сыпучих материалов. патент на изобретение RUS 2 177 216 14.03.2000.
• 6. Припоров Е. В., Кудря Д. Н. Обоснование энергосберегающего режима работы машинно-тракторного агрегата. Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 47. С. 174−176.
• 7. Припоров Е. В., Картохин С. Н. Центробежный аппарат с подачей материала вдоль лопаток. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 112. С. 1499−1511.
• 8. Припоров Е. В., Левченко Д. С. Анализ сошников сеялок ресурсосберегающих технологий посева зерновых культур. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 109. С. 379−391.
• 9. Центробежный рабочий орган для рассева сыпучего материала. Якимов Ю. И., Припоров Е. В., Иванов В. П., Заярский В. П., Волков Г. И., Селивановский О. Б. патент на изобретение RUS 2 177 217 14.03.2000.
• 10. Припоров Е. В. Сошники зерновых сеялок ресурсосберегающих технологий. В сборнике: Связь теории и практики научных исследований Сборник статей Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор: Сукиасян Асатур Альбертович. 2016. С. 63−66.
• 11. Центробежный разбрасыватель сыпучих материалов. Якимов Ю. И., Припоров Е. В., Заярский В. П., Волков Г. И., Селивановский О. Б. патент на изобретение RUS 2 197 807 20.04.2001.
• 12. Припоров Е. В. Анализ дисковых агрегатов для поверхностной обработки почвы. Инновации в сельском хозяйстве. 2015. № 5 (15). С. 81−84.
• 13. Припоров Е. В. Определение энергосберегающего режима работы тягового агрегата. Инновации в сельском хозяйстве. 2015. № 5 (15). С. 92−95.
• 14. Припоров Е. В. Повышение продольной устойчивости навесных агрегатов. Инновации в сельском хозяйстве. 2015. № 5 (15). С. 115−119.
• 15. Припоров Е. В., Юдт В. Ю. Анализ дисковых орудий с четырехрядным расположением сферических дисков. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2016. № 118. С. 1413−1427.
• 16. Припоров И. Е. Сортирование семян подсолнечника на фотосепараторе. Сельский механизатор. 2015. № 3. С. 12−13.
• 17. Припоров И. Е. Параметры усовершенствованного процесса разделения компонентов вороха семян крупноплодного подсолнечника в воздушно-решетных зерноочистительных машинах. диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Кубанский государственный аграрный университет. Краснодар, 2012.
• 18. Ермольев Ю. И., Шафоростов В. Д., Бутовченко А. В., Припоров И. Е. Оценка основных закономерностей функционирования подсистемы «решетный ярус — пневмосепаратор воздушно-решетной зерноочистительной машины». Вестник Донского государственного технического университета. 2011. Т. 11. № 4 (55). С. 480−488.
• 19. Припоров Е. В., Шафоростов В. Д., Припоров И. Е. Эффективная очистка семян подсолнечника. Сельский механизатор. 2014. № 1 (59). С. 15.
• 20. Припоров И. Е., Шафоростов В. Д. Технология послеуборочной обработки семян масличных культур. Инновации в сельском хозяйстве. 2014. № 5 (10). С. 10−14.
• 21. Припоров И. Е. Обоснование применения оптического фотоэлектронного сепаратора в составе универсального семяочистительного комплекса. В сборнике: Конкурентная способность отечественных гибридов, сортов и технологии возделывания масличных культур Сборник материалов 8-й международной конференции молодых учёных и специалистов. 2015. С. 138−141.
• 22. Шафоростов В. Д., Припоров И. Е. Качественные показатели работы универсального семяочистительного комплекса на базе отечественных семяочистительных машин нового поколения. В сборнике: Разработка инновационных технологий и технических средств для АПК Сборник научных трудов 9-й Международной научно-практической конференции в 2-х частях. Редакционная коллегия: Хлыстунов В. Ф. ответственный редактор, Рыков В. Б., Бурьянов А. И., Беспамятнова Н. М., Камбулов С. И., Кушнарев А. П. ответственный секретарь. 2014. С. 162−167.
• 23. Припоров И. Е., Лазебных Д. В. Рациональная технология послеуборочной обработки семян подсолнечника. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 112. С. 1475−1485.
• 24. Шафоростов В. Д., Припоров И. Е. Влияние толщины, ширины и индивидуальной массы семян подсолнечника на скорость их витания. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2010. № 1 (142−143). С. 76−80.
• 25. Припоров И. Е., Шафоростов В. Д. Классификация оптических фотосепараторов для сортирования семян подсолнечника. Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2015. Т. 10. № 1. С. 68−70.
• 26. Шафоростов В. Д., Припоров И. Е. Моделирование процесса сепарирования семян подсолнечника в вертикальном пневмоканале ветро-решетных зерноочистительных машин. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2011. № 1 (146−147). С. 113−118.
• 27. Припоров И. Е., Садыкова М. А. Усовершенствование работы фотоэлектронного сепаратора при разделении семян подсолнечника. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 112. С. 1486−1498.
• 28. Припоров И. Е., Кривогузов Д. Д. Повышение процесса разделения семян подсолнечника в универсальном семяочистительном комплексе на базе ЗАВ-20. Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2015. № 3 (35). С. 72−76.
• 29. Припоров И. Е. Механико-технологическое обоснование процесса разделения компонентов вороха семян подсолнечника на воздушно-решетных зерноочистительных машинах. Краснодар, 2016.
• 30. Трубилин Е. И., Припоров И. Е. Технические средства для послеуборочной обработки семян подсолнечника. Учебное пособие / Краснодар, 2015.
• 31. Шафоростов В. Д., Припоров И. Е. Оптимизация конструктивных параметров подающего устройства воздушно-решётной зерноочистительной машины МВУ -1500. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2012. № 1 (150). С. 106−109.
• 32. Припоров И. Е. Качественные показатели работы фотоэлектронного сепаратора при сортировании семян подсолнечника. В сборнике: Научное обеспечение агропромышленного комплекса отв. за вып. А. Г. Кощаев. 2016. С. 233−234.
• 33. Труфляк Е. В. Современные зерноуборочные комбайны: учебное пособие / Е. В. Труфляк, Е. И. Трубилин. — Краснодар, 2013.