CC BY
22
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
УДК 631.362.333
ГА. ЛОГИНОВ; А.Г. ВАРЛАМОВ, канд. техн. наук;
ЕЕ. ОРЕШИН
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО ОЧИСТИТЕЛЯ ВОРОХА КАРТОФЕЛЯ
Предоставлены технологическая схема усовершенствованного очистителя вороха картофеля, результаты агротехнической оценки импортных бункеров и результаты лабораторных исследований по определению рациональных параметров пружинного блока для отделения мелкой фракции картофеля усовершенствованного очистителя вороха.
В настоящее время картофелепроизводящие хозяйства оказались без отечественных средств механизации для послеуборочной и предреализационной обработки картофеля. Импортная же техника, широко представленная на рынке сельхозтехники фирмами Голландии, Германии, Финляндии, Англии, совместными предприятиями «Евротехника» (г. Самара), «Колнаг» (г. Коломна) и другими, большинству картофелепроизводителей недоступна из-за своей дороговизны.
В ворохе картофеля, поступающем от картофелеуборочных машин, в зависимости от погодных условий, примеси почвы и камней могут составлять до 30% от массы вороха. Такое количество примесей без средств механизации отделить невозможно, поэтому создание отечественной техники для уборки и послеуборочной обработки картофеля имеет актуальное значение.
Опыт зарубежных стран и многих хозяйств Ленинградской области показывает, что в сложившихся условиях наиболее рациональными технологическими процессами послеуборочной и предреализационной обработки картофеля являются:
- выделение почвы, фуражных клубней и мелких примесей из вороха картофеля, поступающего с поля, и закладка средней и крупной фракции на хранение без калибрования на фракции;
- калибрование на фракции и доведение до требований стандартов качества в период предреализационной подготовки картофеля.
44
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.
В 2005 г. по контракту с правительством Ленинградской области был разработан очиститель вороха ОВК-15-30 (рис. 1) (аналог Диско-550) и прошел сертификационные испытания на СевероЗападной МИС.
Рис. 1. Очиститель вороха картофеля ОВК-15-30
Очиститель вороха картофеля состоит из приемного бункера, блока выделения земли, мелких клубней размером меньше 20 мм и выносных транспортеров примесей и очищенного картофеля.
Для того чтобы разработанный очиститель вороха соответствовал мировому уровню, в институте проводятся исследования по усовершенствованию данного очистителя вороха.
В настоящее время передовые европейские фирмы Голландии, Германии выпускают приемные бункеры с дополнительными сепараторами для раздельного выделения примесей (почвы, ботвы и т. д.) и мелкой фракции клубней, что повышает их экономическую эффективность.
Целью работы на данном этапе является проведение исследований и разработка исходных требований на усовершенствованный очиститель вороха с раздельным отделением примесей почвы и мелких клубней.
45
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
Задачами исследований данного этапа являются:
- Аналитический обзор зарубежных аналогов и разработка перспективных рабочих органов блока выделения мелкой фракции к усовершенствованному очистителю вороха картофеля.
- Определение рациональных параметров и режимов работы нового рабочего органа.
С целью решения данных задач проводили анализ конструкций бункеров моделей различных фирм. Необходимо отметить, что модели бункеров европейских производителей являются сегодня лучшими образцами мирового уровня для послеуборочной обработки картофеля. Они имеют высокую производительность, надежность, бесступенчатое регулирование параметров и режимов работы рабочих органов. Однако необходимо отметить и конструктивную сложность сепараторов для выделения мелких клубней. Для изготовления таких поверхностей требуется дорогостоящие материалы (эбонит, полиуретан) и дорогостоящее технологическое оборудование.
Для того чтобы в исходные требования на усовершенствованный очиститель вороха заложить качественные технологические показатели, необходимо провести исследования, определить основные технологические показатели и принять их при формировании исходных требований.
Технологическая схема усовершенствованного очистителя вороха ОВКМ-15-30 представлена на рис. 2.
Рис. 2. Технологическая схема усовершенствованного очистителя вороха ОВКМ-15-30
46
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.
Определение качественных показателей выполнения технологического процесса приемными бункерами SB-451, Jumbo 2400H1, GRIMME 2460 проводили по ОСТ 10.3.5-00 [1]. Агротехническая оценка бункеров проводилась методом отбора проб по выходам:
- почва + фуражные клубни размером меньше 20 мм;
- мелкие клубни 20-30 мм;
- средняя + крупная фракции клубней.
Оценочные показатели определялись по ОСТ 10.3.5.-00 [1].
В табл. 1 приведены сравнительные агротехнические показатели исследованных бункеров.
Таблица 1
Агротехнические показатели бункеров с блоками отделения мелких клубней на послеуборочной обработке картофеля
Показатели SB-451 Jumbo 2400H1 GRIMME 2460
Сорт картофеля Столо- Елизавета Луговской
вый-19
Состав исходного материала, %
- клубни 99,9 71,7 99,2
- примеси: - почва 0,1 28,3 0,8
- комки почвы>25 мм - 7,6 -
- камни - 8,2 -
Размерно-весовая характеристика клубней (крупная + средняя фракция): - длина средняя, мм 74,3 67,5 73,9
- ширина средняя, мм 55,2 52,1 69,9
- толщина средняя, мм 47,1 44,0 41,0
- масса средняя, г 129,2 113,9 113,3
47
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
Продолжение табл. 1
Показатели SB-451 Jumbo 2400H1 GRIMME 2460
Характеристика параметров блока отделения мелких клубней и выделения примесей: - зазор между сортирующими валиками мелкой фракции, мм 40 50 24
- полнота выделения почвы, % 100 100 100
- полнота выделения мелких клубней, % 100 100 100
- толщина клубней мелкой фракции, средняя, мм 29,3 30,1 32,8
- потери клубней - - -
- видимые повреждения клубней, %
Производительность, т/ч 30 12,6 12
Состав товарной продукции: - клубни>25 мм, % 100 83,6 100
- содержание в очищенном ворохе почвы примесей и клубней < 20-25 мм, %
Как видно из табл. 1 установочный зазор между сортирующими валиками для выделения мелкой фракции: SB-451 - 40 мм, Jumbo 2400H1 - 50 мм, GRIMME 2460 - 24 мм (между ребрами полиуретановых валов). В соответствии с ГОСТ Р 51808-2001 [2] на семенной и продовольственный картофель к мелкой фракции относятся клубни, имеющие размер до 28-30 мм по толщине клубня. В связи с этим отечественные сортировальные пункты имеют блоки выделения мелких клубней с нерегулируемым зазором 28 мм.
Регулирование рабочего зазора между валиками блока мелких клубней позволит увеличить среднюю массу и массовую долю выхода мелкой фракции.
Опыты по раздельному выделению клубней фуражной и мелкой фракций пружинным сепаратором проводили в ГНУ ЛПООС СЗНИИМЭСХ в период уборки картофеля с 10.10.2007 г. по 15.10.2007 г. на лабораторной установке (рис. 3).
48
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.
Рис. 3. Схема лабораторной установки:
1 - приемный бункер; 2 - загрузочный транспортер; 3 - пружинные сепараторы; 4 - рама лабораторной установки; 5 - выносной лоток семенной и продовольственной фракции; 6 - ящики для сбора примесей; 7 - выносные лотки примесей и некондиционных клубней; 8 - редуктор-вариатор; 9 - электропривод
Фракционный состав клубней в исходном ворохе после ручной подборки составил: клубни менее 20 мм (фураж) - 3%, клубни мелкой фракции (20-30 мм) - 9,9%, средняя и крупная фракции - 87,1%.
Блок пружинных роторов был отрегулирован следующим образом: первые три ротора установлены с зазором 20 мм, шаг пружины -32 мм. Данные роторы отделяют почву и фуражную фракцию (< 20 мм). Вторые три ротора устанавливались с зазором между пружинами 27 мм, шаг пружины - 32 мм. Для того чтобы выделять только клубни мелкой фракции от 20-30 мм.
Анализ проб осуществлялся по выходам: клубни размером меньше 20 мм; клубни 20-30 мм; клубни 30-60 мм.
Результаты лабораторных исследований по выделению фуражной и мелкой фракций в зависимости от частоты вращения пружинных роторов n и подачи картофельного вороха Q представлены в табл. 2.
49
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
Таблица 2
Результаты лабораторных исследований по выделению фуражного картофеля и клубней мелкой фракции пружинными валами ворохоочистителя в зависимости от частоты вращения пружинных роторов n (мин. "') и подачи исходного материала Q (кг/с) на пружинные роторы
Фракционный состав вороха по Подача картофельного вороха при частоте вращения пружинных роторов
выходам, % 120 150 180
1,34 2,78 4,17 1,34 2,78 4,17 1,39 2,78 4,17
Фуражная фракция, %: - клубни < 20 мм 5,1 3,0 2,0 4,1 2,8 1,9 1,9 1,4 2,6
- клубни 20-30 мм - - - - - - - - -
- клубни > 30 мм - - - - - - - - -
Мелкая фракция (20-30) мм, %: - клубни < 20 мм
- клубни 20-30 мм 20,2 6,1 5,4 7,7 8,9 5,2 20,4 3,2 9,9
- клубни > 30 мм - - - - - - - - -
Семенная и продовольственная фракции, %: - клубни < 20 мм
- клубни 20-30 мм - - - - - - - - -
- клубни > 30 мм 74,7 90,9 92,6 88,2 88,3 92,9 74,4 95,4 87,5
В ходе лабораторных исследований были установлены следующие рациональные параметры ворохоочистителя:
- частота вращения пружинных роторов - 120-150 об/мин.;
- подача исходного материала - 8-12 т/ч;
- зазор между роторами для примесей - 20 мм;
- зазор между роторами для фуражной фракции - 27 мм.
При выше перечисленных рациональных параметрах полнота
выделения фуражного картофеля и мелких клубней от семенной и продовольственной фракции составила 100%.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ОСТ 10.3.5-00 Машины для уборки и сортировки картофеля. Программа и методика испытаний. - М.: ЦНИИТЭН, 2000.
50
