Измельчение корнеплодов при отрицательной температуре

АГРОИНЖЕНЕРИЯ
позволяет контролировать различные параметры:
скорость движения агрегата, норму внесения
удобрений, обработанную площадь, количество
внесённых удобрений.
На рисунке 2 показан агрегат «Беларус-1221»+
Amazone ZA-M 1500, выполняющий операцию
внесения удобрений по способу off-line на участке
опытного поля Оренбургского ГАУ.
Для точного движения агрегата используется
навигационная система параллельного вождения
АgGPS EZ-Guide Plus.
По завершении работы в бортовом компьютере трактора Insight формируется карта выполнения задания, отражающая истинное внесение
аммофоса на определённом участке поля. Данная
карта несколько отличается от карты-задания.
Происходит это потому, что по ходу движения
разбрасыватель не может резко изменить заданную норму внесения удобрения и она на участке
с нормой внесения, отличающейся от предыдущего, будет равна среднеарифметическому значению предыдущего и текущего элементарных
участков. Следовательно, на следующем участке
количество внесённого аммофоса уже будет точно
соответствовать заданной норме.
Применение дифференциального внесения
способом off-line при возделывании сельскохозяйственных культур позволяет рационально
использовать дорогостоящие минеральные удобрения, что в сравнении с традиционным фоновым методом экономит до 500 руб. с одного
гектара обрабатываемой площади.
Литература
1. Методика отбора почвенных проб по элементарным участкам
поля в целях дифференцированного применения удобрений.
М., 2007. 36 с.
2. Ряховский А.В., Батурин И.А., Березнев А.П. Агрохимическая химия (в приложении к условиям степных районов
Российской Федерации). Оренбург, 2004. 283 с.
Измельчение корнеплодов при отрицательной
температуре
Г. П. Юхин, д.т.н., профессор,
Д.С. Чураев, аспирант, Башкирский ГАУ
превращается в лёд. Содержание сухого вещества и сахара в корнеплодах различно [1–4], их
диапазоны приведены в таблице.
Кормовые корнеплоды имеют большое значение для поддержания необходимого сахаропротеинового соотношения кормовых смесей в
зимний период. Они необходимы коровам для
обеспечения высокой молочной продуктивности, а также очень важны для животных перед
отёлом и после отёла.
Корнеплоды могут храниться на фермах в
буртах, траншеях или в корнеплодохранилищах.
Оптимальная температура их хранения – +1 °С,
+3 °С. Корнеплоды при положительной температуре можно в целом виде раздавать коровам,
которые охотно их поедают. Однако для создания
полноценной кормовой смеси корнеплоды следует измельчать. Измельчение корнеплодов особенно актуально при отрицательной температуре.
На современных молочно-товарных фермах
зачастую отсутствуют стационарные кормоцеха, а их функции выполняют миксерыкормораздатчики. В них загружают дозированные
составляющие рациона, затем путём измельчения
и смешивания компонентов получают кормовые
смеси, которые раздают в кормушки или на
кормовые столы. Корнеплоды следует загружать
в миксер-кормораздатчик в измельчённом виде,
что повышает однородность кормовой смеси и
её качество.
Корнеплоды содержат большое количество
влаги, которая при отрицательной температуре
Содержание компонентов
в корнеплодах свёклы
Сорт свёклы
Эккендорфская жёлтая
Баррес
Полусахарная белая
Белая сахарная
Содержание веществ, %
сухое вещество
сахар
8,5–14,4
9,6–14,1
12,9–16,0
22,0–25,0
6,8–11,9
9,0–10,5
9,1–12,1
17,0–19,0
Долю замороженной воды (долю льда) – Wл
(%) – в корнеплоде определяли по формуле [5]:
⎛ A⋅ N + B ⋅ z ⎞
⎟ ⋅100,
WЛ = ⎜⎜1 +
Wвод ⋅ t ⎟⎠
⎝
(1)
где А = 5,95 – эмпирический коэффициент,
учитывающий содержание сухого вещества;
N – содержание сухих веществ в корнеплоде, %;
В = 6,1 – эмпирический коэффициент,
учитывающий содержание сахара;
z – содержание сахара в корнеплоде, %;
Wвод – процент воды в корнеплоде, %;
t – температура корнеплода, °С.
Расчёты показали (рис. 1), что влага в корнеплодах кормовой свёклы сорта Эккендорфская
жёлтая начинает замерзать при температуре
-1,01– -1,85 °С (криоскопическая температура),
а при температуре -2,51– -4,62 °С уже 60% влаги
75
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
100,0%
Wл,
80,0
60,0
40,0
20,0
-4,62
-20
-15
-10
-5
0,0
-2,51
0
t, °С
Рис. 1 – Зависимость доли замороженной воды в корнеплоде кормовой свёклы Эккендорфская жёлтая от температуры:
Удельная работа резания, Дж/м2
– содержание сухого вещества – 8,5%, сахара – 6,8%;
– содержание сухого вещества – 14,4%, сахара – 11,9%.
4500
3000
t = +18°С
t = 8°С
1500
0
0
5
10
15
20
25
30
Скорость резания, м/с
Рис. 2 – Зависимость удельной работы резания корнеплодов сорта Эккендорфская жёлтая от скорости резания
ную скорость. Скорость резания v изменялась в
пределах 4,4–30,4 м/с, угол скользящего резания
τ – от 0 до 1 радиана. Толщина ножа составляла
4 мм, а угол его заточки – 20°. Минимальное
значение скорости резания обеспечивалось
при неподвижном образце корнеплода, а все
другие значения – при вращении образца вместе с креплением. При этом радиусы вращения
крепления образца и противовеса изменялись
синхронно. После набора максимальной скорости вращения крепления с образцом копёр
отпускался, и происходило перерезание образца.
Величина отклонения копра от вертикали после перерезания образца давала возможность
определить удельную работу резания корнеплода,
а направление следа на ноже – зафиксировать
угол скользящего резания.
переходит в лёд. Для корнеплодов Белой сахарной
свёклы криоскопическая температура составляет
-3,01– -3,53 °С, а 60% влаги переходит в лёд при
температуре -7,52– -8,82 °С. Данные показатели
для корнеплодов сорта Баррес и Полусахарная белая занимают промежуточное положение между
показателями сортов Эккендорфская жёлтая и
Белая сахарная. В связи с вышеизложенным
удельная работа резания корнеплодов определялась при температуре образцов -8 °С (более
60% влаги находится в твёрдом состоянии) и
при комнатной температуре +18 °С (вся влага
находится в жидком виде).
Измерения проводили на установке для исследования процесса резания в динамических
условиях [6]. Установка имеет два основных
узла: копёр и узел, сообщающий образцу задан76
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
Удельная работа резания, Дж/м2
1200
800
t = +18°С
t = 8°С
400
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Угол скользящего резания, рад
Рис. 3 – Зависимость удельной работы резания корнеплодов сорта Эккендорфская жёлтая от угла скользящего резания
Результаты опытов показали, что удельная
работа резания корнеплодов (Дж/м2) зависит
от их температуры. Уравнения поверхностей
отклика для корнеплодов сорта Эккендорфская
жёлтая при температурах +18 °С и -8 °С имеют,
соответственно, вид:
изменением условий резания. Так как основная часть влаги находится в виде льда, то под
действием ножа частицы корнеплода кормовой
свёклы откалываются от основного тела, при
этом трение тел о грани ножа минимально,
соответственно, и угол скользящего резания не
оказывает существенного влияния на удельную
работу резания корнеплодов.
Литература
Ауд(+18) = 2574,6–815,91τ–146,41v+3,43v2; (2)
(3)
Ауд(-8) = 4707,3–324,11v+6,78v2.
Анализ полученных уравнений показал, что
минимальная удельная работа резания корнеплодов обеспечивается при скорости резания
v = 21,1–24,3 м/с (рис. 2).
Увеличение угла скользящего резания приводит к снижению удельной работы резания
корнеплодов при положительной температуре,
и значение угла τ не влияет на неё при отрицательной температуре корнеплодов (рис. 3).
Последнее обстоятельство можно объяснить
1. Растениеводство / под ред. акад. П.П. Вавилова. М.: Колос,
1979. С. 199–200.
2. Терегулов Х.Г., Петров А.В., Киреев В.Н. и др. Кормовая
свёкла. Уфа: Башкирское кн. изд-во, 1974. 92 с.
3. Киреев В.Н. Кормовую свёклу – в рацион животных. М.:
Агропромиздат, 1988. 47 с.
4. Бондарчук Н.М., Васильев В.И., Фомичёв А.М. Кормовая
свёкла. Барнаул: Алт. кн. изд-во, 1988. 104 с.
5. Арсеньева Т.П. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептура. Т. 4. Мороженое. СПб.:
ГИОРД, 2003. 184 с.
6. Юхин Г.П. Алгоритмическое и программное обеспечение для
расчётов параметров средств механизации животноводческих
ферм. Уфа: БГАУ, 2002. 188 с.
Теоретические основы движения
элементарных участков исполнительных
поверхностей ротационных
почвообрабатывающих рабочих органов
А. С. Путрин, д.т.н., профессор, З. И. Избасарова, к.т.н.,
В. А. Слободяник, соискатель, П. П. Коняхин, аспирант,
Ю.П. Классен, к.т.н., Оренбургский ГАУ
катки (плоские, колёсные, дисковые, кольчатые,
зубчатые, кольчато-шпоровые, спиральные,
трубчатые, прутковые, планчатые и т.д.) и другие изделия.
Перспективные рабочие органы в настоящее время нашли широкое применение в механизации растениеводства РФ и за рубежом.
К положительным особенностям ротационных
рабочих органов относится и то, что ось вращения любого ротационного рабочего органа может
В процессах механизации обработки почвы
используется множество ротационных рабочих
органов различных типов, видов и конструктивного исполнения. Это, как правило, диски
(плоские сферические, вырезные, прорезные,
зубчатые, игольчатые, ножевидные и т.д.), фрезы,
77