Линии Фадеева по производству семян на каждые 10 000 га

Новое в зерноочистке                                                                       Высокий урожай без химии

 

Линии Фадеева по производству семян на каждые 10 000 га

(Все технические решения защищены патентами Украины и России)

 

Уважаемый читатель, надеюсь ты согласишься со мной в том, что сегодняшняя динамика изменения нашей жизни уже не вмещается в установившееся понятие «технический прогресс».

Миллионы лет человек кормился охотой, рыбалкой и собирательством. Десять тысяч лет назад он начал обрабатывать землю и занялся скотоводством. Триста лет назад он создал первую машину в помощь своей физической силе и силе животных. Всего шестьдесят лет назад человек изобрел ЭВМ, помогающую ему в умственной работе. Сегодня «думающие» роботы-манипуляторы на порядок быстрее и точнее выполняют работу суперквалифицированного рабочего. Путь от принятия нового технического решения до его воплощения сократился в десятки, а то и в сотни раз. И все это произошло на отрезке времени менее жизни двух поколений.

Пройдет очень немного времени и конвейерные, поточные технологии ворвутся в сельское хозяйство. Да этот процесс уже идет.

Современные технологии по производству мяса птицы, яйца, свинины, говядины и молока – практически конвейерные.

Новые технологии обработки земли, точное земледелие, технологии управления урожайностью – это уже наше сегодня.

Мы с вами не сторонние наблюдатели смены экономических формаций, а те, через судьбы которых проходит эта смена.

История жестоко обошлась с советским человеком. Сформировавшийся в условиях плановой экономики, размеренной, абсолютно прогнозируемой жизни как собственной, так и жизни своих детей, десятилетиями работающий на одном предприятии с отделами поставок и сбыта (заметьте, не закупок и продаже, а поставок и сбыта) он оказался сброшенным с этого конвейера в абсолютно чуждый ему мир беспощадной конкуренции, мир безжалостный к слабому, мир в котором расхожий лозунг «спасайся как можешь» относится не к природной катастрофе, а к самой стремительно меняющейся жизни.

К огромному сожалению не нашлось мудрого кормчего способного на, возможно единственно верный, маневр (если он, вообще существовал, с учетом нашей ментальности) что бы смягчить разрушающий удар перемен.

Но этот ураган сколь разрушительный столь и обновляющий.

Если говорить о пресловутом «свете в конце туннеля» то это наша земля и толковое не ней хозяйствование. Именно такое убеждение является мотивом моих действий в течение последних пятнадцати лет.

Уверен, что если бы на каждые 10 000 га поля приходилась семенная линия, предлагаемая твоему вниманию в этой статье, то, как намного бы упростился и удешевился процесс производства семян. И не просто семян, а семян, способных повысить урожайность на 30 – 35 % выше контроля при меньших затратах и меньших нормах высева.

Линия по производству семян представляет из себя линию машин, расположенных так, что зерно, будучи поднятым щадящей норией на требуемую высоту, перемещается сверху вниз, проходя через очистку, калибровку по геометрическим размерам, и, наконец, пофракционную сепарацию по плотности. Затариваются семена в биг-беги соответствующей маркировки для каждой фракции. Рассмотрим подробнее обоснованность такой технологии.

Точное земледелие – это как раз то из нового, что, несомненно, достойно внедрения. По сути это технологическая революция в сельском хозяйстве. В промышленности такая революция произошла в 70-х – 80-х годах прошлого века при переходе на станки и машины с числовым программным управлением.

Рассмотрим один фрагмент технологий точного земледелия – норму высева.

Выписка из технологической карты:

Озимая пшеница сорт «Варвик» Норма высева 159, 5 кг/га.

Яровая пшеница сорт «Хофман» Норма высева 169, 4 кг/га.

Заметьте, какая точность!

А если взять количество семян на гектар (что и является определяющим в агротехнологии), то при рассеве на щелевых ситах от 2,6 до 3,2 количество растений на гектар в указанных выше нормах высева будет колебаться от 3,5 млн. до 4,8 млн. шт/га (т.е. разница 35 %), вот и вся точность.

Это при том, что калибровка технологией производства семян (кроме подсолнечника и кукурузы) не предусмотрена.

Да без нее просто не возможно соблюсти посевную норму требуемой точности. Кроме того, любой пневмовибростол, любая машина, претендующая на разделение семян по плотности, не может качественно работать с не выровненным по размеру материалом по той простой и очевидной причине, что неодинаковые по размеру (даже при одинаковой форме) зерна имеют разные по площади пограничные слои и, соответственно, разные условия взаимодействия с воздушным потоком. Плюс ко всему, строгая калибровка существенно облегчает работу сеялки, обеспечивает ровные, одновременные всходы, повышает равномерность развития растений, созревания и готовности к уборке.

Я уже не говорю о бизнесе по теме «крупноплодный подсолнечник», где отличие в диапазоне калибра от 3,6 и выше не должно превышать 0,1–0,2 мм. Вот оно требование рынка, куда там ГОСТу.

Все хорошо, но калибрующих машин нет. Вся, как отечественная, так и зарубежная техника для послеуборочной обработки зерна задумана и выполнена как очищающая, а сегодня нужны очищающее – калибрующее машины, которые совмещают эти две операции. Причем калибровке должна предшествовать очистка от пыли, крупного и мелкого сора.

Именно такие очищающие – калибрующие машины мы устанавливаем эшелонировано в линии по производству семян.

Работа линии по производству семян (рис. 1).

10.1Окончательная очистка семян последовательно происходит в неподвижном аспираторе АФ-5, вибрационном аспираторе АВФ-10, отбором мелкого зерна на первых двух модулях, и за счет эвакуации системой аспирации легковитаемого сора с первых трех по ходу зерна модулей.

Эффективность аспирации, как процесса удаления пыли и легковитаемого сора из семян различных культур, прежде всего, определяется разностью в плотности сора и самих семян. При насыпной плотности 0,7 – 0,8 (пшеница, ячмень, кукуруза, рис, горох, соя, рапс и т.д.) эта задача легче, чем при плотности 0,45 (подсолнечник и другие легковесные семена). Поэтому, как правило, в одном, даже самом хитроумном устройстве, отобрать весь (или почти весь) сор без удаления части семян не удается. Для высокой глубины очистки необходимо применять разные варианты взаимодействия воздуха и очищаемого зерна. В предлагаемой нами системе аспирации последовательно реализуются три варианта.

Вертикальный аспиратор (рис. 2)

Зерно поступает в приемное устройство с регулируемым по площади выходом. В нем формируется в тонкую плоскую струю, которая разрыхляется каскадом полок при движении по ним. А воздух, проходя между полками, пронизывает разрозненно падающее зерно и выносит сор по каналам в сборник, из которого он удаляется в общую систему эвакуации сора.

Вибрационный аспиратор (рис. 3)

10.210.3Здесь применена вибрация всего рабочего объема. Зерно направляется в вибрирующую решетку, спрофилированную так, что зерно, стекая по наклонным стенкам решетки, отделяется от пыли и сора и выходит из устройства в соответствующий канал, а воздух с пылью и сором за счет перепада давления, создаваемого системой аспирации, удаляется из устройства.

Устройство отделения легковитаемого сора с зерна в процессе его сепарации на вибрирующем проницаемом сите (рис. 4).

10.4Воздушный поток пронизывает весь слой зерна (сканирует) с малыми скоростями, а перед всасывающим устройством, где и находится легковитаемый сор, скорость увеличивается.

Таким образом, многовариантная аспирация с возможностью регулирования ее режима на каждом участке и возможностью многократного повторения последнего варианта по ходу движения зерна эффективна, проста, экономична, регулируема, и надежно контролируема.

На модулях второго, третьего и четвертого уровней (по ходу зерна) происходит разделение зерна по размерам (калибровка) и соответствующие фракции направляются в виброжелоба, из которых зерно равномерным потоком поступает в приемные устройства струйных сепараторов ССФ-1 или пневмовибростолов. В струйных сепараторах зерно разделяется на 5 фракций, каждая из которых через шлюзовой затвор поступает в соответствующий буферный бункер, и из него либо в биг-беги с семенами, либо в биг-беги с легковесным зерном. Буферные бункеры позволяют принимать зерно как одной фракции (по плотности), так и объединять 2 – 3 фракции в один биг-бег.

Позволю себе маленькое отступление, поскольку ССФ-1 новый тип машин в зерноочистке.

В последнее время на рынке зерноочистительных машин начали появляться машины использующие принцип взаимодействия сносящего потока воздуха с падающим зерном. На Украине это «САД» «АЛМАЗ», в России «ПСМ».

Работая на одной из таких машин, я предложил важному агрочиновнику заглянуть внутрь ее через канал, из которого воздух выносил  легковитаемый сор. Чиновник с трудом забрался на подставленные мной мешки с зерном, и вытянувшись просунул  голову внутрь, и с обидным возмущением в интонации заявил: «Так там же ни… нет!» Я сказал - что пока нет, но если включить вентилятор, то появится ветер. «Так это что?» возмутился чиновник: «Ветер в чемодане и вся машина?!»

Да, именно так. Как только человек, много тысяч лет назад понял, что можно, перекидывая зерно из одного бурта в другой и используя направление ветра очищать зерно от легкого сора – неизменно делал это, а вот машины, управляющие этим процессом, появились не так давно. К слову сказать, приставка «аэро» к таким машинам не может быть отнесена, ибо аэродинамика – это взаимодействие твердого тела со свободным потоком воздуха, т.е. потоком, не имеющим границ (аэродинамика крыла самолета, ракеты, и.т.д.), а все, что происходит с потоком воздуха в каналах – это газодинамика. Если сказать строже, то процесс взаимодействия сносящего потока с падающими твердыми частицами (зерном) – классический случай в газодинамике двухфазных потоков, Науке широко и глубоко развитой и преподаваемой в каждом авиационном вузе.

Итак, рассмотрим взаимодействие сносящего потока воздуха на падающее зерно в объеме ограниченном стенками.

1. Если ставится задача разделить зерно по плотности (удельному весу, фактуре) то абсолютно необходимо зерно перед этим выровнять по размерам, т.е. откалибровать. Иначе мы имеем две переменные: парусность и плотность. А для строгого разделения нам нужна только одна переменная. Не углубляясь в теорию пограничных слоев, поясню: целое зерно в сносящем потоке воздуха, скорость которого чуть меньше скорости витания зерна, будет падать по траектории обусловленной сносящим воздействием потока и притяжением Земли. А теперь размелем в ступке это зерно до муки (массу-то и плотность мы не изменим) подадим ее в тот же поток – где оно окажется!? (рис. 5) 

10.510.6Итак, при одинаковой плотности зерна мелкое летит дальше, а это значит, что строгое разделение по плотности возможно только с откалиброванным по размеру материалом.

2. Кроме того, такие машины, хорошо разделяют семена простой формы. Семена сложной формы - строго разделить в сносящем потоке не возможно.

Так, например, семена подсолнечника по закону случайных событий могут попасть в поток в трех разных положениях: «а», «б», «в» (рис. 6).

В каждом из вариантов мы получим три разные траектории движения семян.

Конечно, при длительном воздействии потока семечко займет положение «В», но где взять это время, машина - то для этого мала.

3. Сносящей поток воздуха, должен иметь равномерную структуру, как по параметрам турбулентности (масштаб и интенсивность) итак и по эпюре скорости. При смешении струй (что и происходит в машинах типа «АЛМАЗ» и «САД) такую равномерность получить просто невозможно.

Даже если предположить равенство параметров в исходном сечении струй, то картина их смешения только по эпюре скорости выглядит так (рис. 7).

10.7А если ещё наложить на эту неравномерность вихревую структуру, это понятно, что никакого равномерного воздействия на зерно в такой камере смешения струй воздуха получить невозможно.

4. В рекламе указанных выше машин утверждается, что зерно в них за один проход теряет влажность на 2%. То есть два прохода и зерно сухое?!! Если бы это было так, то как бы облегченно вздохнуло агрочеловечество. Даже если бы эти машины делать из чистого золота, то при такой возможности сушить зерно они бы окупались многократно. Так просто зерно влагу не отдает.

Время падения зерна, в таких машинах от момента встречи его  со сносящим потоком воздуха до попадания в приемный бункер составляет около одной секунды (0,8…1,2 сек.). Понятно, что за одну секунду никакой сушки зерна произойти не может по двум причинам:

 - фазовый переход (нагрев и испарение воды) требует большой энергии, кстати, само  испарение требует энергии в пятьдесят раз больше, чем нагрев;

 - влаговыравнивание в зерне протекает очень медленно – для зерна злаковых более часа, а в зернах кукурузы и подсолнечника 3 – 4 часа.

Понимая все сложности стоящей задачи, мы разработали машину максимально отвечающую указанным требованиям (кроме сушки).

Струйный сепаратор (ССФ-1) работает следующим образом:

Два варианта работы по функциональному назначению:

?. Вариант работы с чистым откалиброванным зерном (работа в семенной линии).

10.810.9Поток воздуха замкнутый (рис. 8). Вентилятор (1) подает воздух в каналы подвода к ресиверу (2) перед входом в рабочую камеру (3). В ресивере скорость воздуха снижается для выравнивания его параметров перед рабочей камерой. Между ресивером и рабочей камерой установлен хонейкомб (4), в котором происходит переформирование масштабов турбулентности из случайных и разных в ресивере в строго упорядоченные на входе в рабочую камеру. Переформирование происходит в пяти тысячах одинаковых каналов прямоугольного сечения, длина которых равна 15 калибрам, как и требуется для полного выравнивания потока (рис. 9).

Таким образом, выровненный потенциальный поток воздуха поступает в рабочую камеру. В него подается ровным слоем зерно равномерно распределённое по ширине рабочей камеры за счет шлюзового затвора (5), равного ширине камеры.

   Сносящий поток воздуха, воздействуя на зерно, сносит его по ходу своего движения. Поскольку зерно откалибровано по размеру, то силовое взаимодействие зёрен с потоком одинаковое.

 Различие траекторий падения зерен обусловлены только разницей в плотности, за счёт чего они и распределяются по пяти приёмным бункерам соответствующим образом. Наиболее легковесные зерна отражаются специальным устройством (рис. 10) в пятый по счету от начала бункер и не попадают во входной канал вентилятора.

10.10Изоляция рабочей камеры от внешней среды обеспечивается шлюзовыми затворами на входе зерна и на выходе из бункеров (8), что позволяет обеспечить строгую регулировку режимов, полностью исключить засоряемость рабочего места, запыленность воздуха и удаление теплого воздуха из помещения при работе зимой, кроме этого, не требует заполнения зерном приемного бункера (6).

Регулирование режимов работы машины осуществляется за счет:

- изменения скорости потока путем регулирования частоты оборотов вентилятора частотным преобразователем, что, кроме точности регулирования, снижает потребление энергии;

- регулирования высоты активной струи воздуха путем перемещения перфорированной заслонки (9) перед хонейкомбом;

- изменения проницаемости перфорированной заслонки, обеспечивая при этом необходимый спутный поток активной струе для исключения вихреобразования и для сопровождения траектории движения зерен;

- изменения положения поворотных заслонок (10) с целью требуемого распределения зерна по бункерам.

В этом варианте машина работает в режиме замкнутого цикла – без обмена воздухом с окружающей средой.

??. Вариант работы с засоренным разнокалиберным зерном, требующим предварительной очистки.

10.11При этом замкнутая система циркуляции воздуха раскрывается (рис. 11) за счет снятия передней стенки ресивера и установки канала выхода воздуха из вентилятора. Воздух при этом засасывается в рабочую камеру через хонейкомб из окружающей среды, распределяет зерно по приемным бункерам и выходит из вентилятора в окружающую среду.

Все перечисленные выше регулировки работают без изменений в обоих вариантах.

Благодаря упорядоченной структуре потока в рабочей камере и возможности глубокого регулирования, удалось получить высокое качество распределения зерна по плотности при работе по первому варианту и высокоэффективную его очистку при работе во втором варианте. По сути ССФ-1 это машина второго поколения в своем классе.

А что делать с семенами сложной формы? Ничего лучшего, чем пневмовибростол в арсенале послеуборочной обработки зерна пока нет. Преимущество пневмовибростолов перед описанными выше машинами легко объяснимо – время воздействия псевдозжиженного слоя на зерно в десятки, а то и в сотни раз больше, нежели у машин, где зерно взаимодействует с потоком в свободном падении. В процессе движения, зерна на деке пневмовибростола сотни раз меняют свое положение в омываемом их потоке воздуха, и интеграл этого взаимодействия – высокое качество распределения по плотности. Калибровать материал перед разделением на пневмовибростоле также обязательно.

Выпускаемые нами пневмовибростолы имеют следующие преимущества.

1. Зерно перед попаданием на деку проходит через аспиратор (рис. 2) с целью обеспыливания и отбора легковитаемого сора.

2. Кроме рифов, установленных по нормали к основному направлению движения зерна, мы устанавливаем продольные рифы для активизации движения тяжелого зерна вверх (рис. 12).10.12

1.     Легковесные семена и равный им по плотности сор удаляется непосредственно с поверхности деки по мере движения в сторону поперечного наклона деки (рис. 13).

2.     Пыль, не отошедшая на входном аспираторе, удаляется общим зондом (рис. 13).

10.13Аспиратор на входе, устройство для отбора наиболее легких семян и обеспыливающий зонд подсоединены к автономной аспирационной установке. Указанные преимущества позволили повысить качество работы пневмовибростола и поднять его производительность более чем в два раза.

Неизвестно с каких времен, по можно предположить, что с очень давних, человек, занимаясь земледелием, замечал, что тяжелые семена дают больший урожай.

Так распорядилась природа. Генетическая установка на обязательное самовоспроизведение сформировала у растений в процессе длительной эволюции избирательный механизм питания семян. Растения в полной мере и прежде остальных формируют определенную группу семян. Эти семена раньше зацветают, раньше биологически вызревают, легче обмолачиваются. У зерновых это середина колоса, у метельчатых – конец метелки, у подсолнечника – периферия корзинки, у бобовых – нижние стручки с зернами. Именно эти семена имеют повышенные семенные качества (высокую силу роста семян, большую массу всходов, на 25 – 30% выше озерненность колоса и, соответственно, в той же мере дают большую урожайность). Такое свойство растений известно давно. Еще в 30-ые довоенные годы были попытки отобрать легкообмалачиваемые зерна середины колоса на стадии уборки комбайнами. Позднее, поиски отличительных признаков таких семян привели к заключению – самые репродуктивные семена имеют большую плотность. В 50-ые годы профессор Майсурян Н.А. в солевых растворах отбирал самые тяжелые семена и получал прибавку к урожаю 15…20% по сравнению с контролем.

Его последователь профессор Якимов показал, что зерна середины колоса имеют иной тип зародыша и наиболее устойчивы к неблагоприятным погодным условиям и способны давать максимальную урожайность.

В 2008 году в Московской области в Ильдигино нами бал проведен следующий эксперимент. Были взяты готовые к севу семена ячменя (сорт «Московский 2») урожая 2007 г (репродукция 1, класс 1) и после их калибровки было получено следующее распределение по размерам и массам тысячи семян (рис. 14).

10.14Видно, что выровненные по размеру семена, внешне абсолютно не отличающиеся, будучи разделенными по плотности дали существенно различные характеристики посевных свойств.

Энергия прорастания и всхожесть по данным семенной инспекции у тяжелого зерна оказалась выше на 6-7%. Последующие полевые испытания показали явные преимущества тяжелых семян в рамках одной и той же фракции по размеру.

Таким образом, предлагаемая короткая не травмирующая технология послеуборочной обработки зерна и производства высокопродуктивных семян позволяет существенно улучшить сохранность зерна и повысить урожайность на величину не менее чем 25 – 30 %.

Ниже приводится два рисунка, наглядно показывающие ожидаемый результат внедрения предлагаемой технологи производства семян на линии Фадеева.

Видно, что предлагаемая технология исключает какие-либо травмирующие машины и устройства (зернометатели, нории, скребковые и шнековые транспортеры, сита, высеченные из стального листа, щеточную (скребковую) очистку сит (решет), треерные барабаны и т.д.) и в два приема позволяет получить целые, высокопродуктивные семена.

 Понятно, что в одночасье не заменить уже работающее оборудование, даже на переосмысление сложившихся подходов уйдет не мало времени, но уже сегодня все больше и больше специалистов занятых в производстве семян не хотят мириться с огромными потерями из-за травмирования и все больше и больше агрономов, понимают, что сеять надо тяжелые семена.

 С уважением к.т.н., доцент Фадеев Л.В.

12.11.2010г.

2009-2017 © АгроВектор. All rights reserved.
КОРЗИНА ЗАКАЗОВ

Продавец Наименование Кол-во Цена  
ОЧИСТИТЬ КОРЗИНУ
ПРОДОЛЖИТЬ ПОКУПКИ
ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ
КОРЗИНА ЗАКАЗОВ (0)
ОФОРМЛЕНИЕ ЗАКАЗА
ВЕРНУТЬСЯ В КОРЗИНУ
ПРОДОЛЖИТЬ ПОКУПКИ
ОТПРАВИТЬ ЗАКАЗ