Исследование процесса отделения целых и микротравмированных семян зерновых культур в электрическом поле
На правах рукописи
ОСИНЦЕВ Евгений Геннадьевич
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОТДЕЛЕНИЯ
ЦЕЛЫХ И МИКРОТРАВМИРОВАННЫХ СЕМЯН
ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
Специальность 05.20.02 – Электротехнологии
и электрооборудование в сельском хозяйстве
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Челябинск - 2009
2
Работа выполнена на кафедре теоретической и общей электро техники ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженер ный университет».
Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Знаев Александр Степанович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент Попов Виталий Матвеевич кандидат технических наук, доцент Новикова Валентина Александровна
Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Башкирский государ ственный аграрный университет»
Защита состоится «17» июня 2009 г., в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 Челябинского государственно го агроинженерного университета по адресу: 454080, г.Челябинск, пр.Ленина,75.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинско го государственного агроинженерного университета.
Автореферат разослан «15» мая 2009 г. и размещен на офици альном сайте ФГОУ ВПО ЧГАУ http://www.csau.ru «15» мая 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Басарыгина Е.М.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Увеличение производства зерна было и остается одной из главных задач сельского хозяйства России. Для по лучения высоких урожаев необходимо высевать качественные семена зерновых культур, использовать современные технологии и высоко производительную надежную технику. Проблему повышения уро жайности можно достичь двумя способами: созданием высокоуро жайных сортов;
производством и внедрением зерноочистительных машин, позволяющих отбирать самые качественные семена.
Основной причиной снижения всхожести и сохранности семян являются их микротравмы, нарушающие целостность поверхностных оболочек семян. Это позволяет воздуху, влаге и микроорганизмам свободно проникать во внутренние клетки семени.
Известно, что в убранном зерновом материале в среднем содер жится около 40% травмированных семян которые не могут использо ваться для посева.
Существующие способы сепарации зерна не позволяют прово дить разделение микротравмированных и целых зерен. Поэтому воз никла необходимость создания технологии и техники по отделению микротравмированных семян зерновых культур от целых. Это опре делило направление теоретических и экспериментальных исследова ний и послужило выбором темы диссертации.
Исследования проводились в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агро промышленного комплекса Российской Федерации на 2001…2005 гг.:
01.02. «Разработать перспективную систему технологий и машин для производства продукции растениеводства и животноводства на пери од до 2015 года»;
02. «Разработать новое поколение технологически безопасных ресурсосберегающих машинных технологий и создать комплекс конкурентоспособных технологических средств для устой чивого производства приоритетных групп сельскохозяйственной про дукции», а также планом научно-исследовательской работы ЧГАУ на 2004…2009 годы.
Цель исследования. Исследовать процесс отделения микро травмированных семян зерновых культур от целых в электрическом поле. Разработать устройство, позволяющее отделять микротрав мированные семена от целых.
Задачи исследования 1. Разработать способ разделения микротравмированных и це лых семян зерновых культур с использованием электронно-ионной технологии.
2. Теоретически исследовать кинетику зарядки и разрядки зерна в электрическом поле и процесса отделения, которое позволяет учи тывать физические параметры семян, и провести математическое мо делирование данного процесса.
3. Разработать устройство, методику и программы эксперимен тальных исследований процесса отделения микротравмированных се мян зерновых культур от целых.
4. Экспериментально установить закономерности процесса отделения микротравмированных семян зерновых культур от целых и сравнить их с теоретическим описанием математической модели.
Объект исследования. Процесс сепарации микротравмирован ных и целых семян в электрическом поле коронного электросепарато ра после их предварительной подготовки.
Предмет исследования. Закономерности процесса сепарации микротравмированных и целых семян в электрическом поле коронно го электросепаратора после предварительной подготовки.
Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:
1. Предложена и подтверждена экспериментально возможность отделения микротравмированных семян зерновых культур от целых путем изменения проводимости семян.
2. Разработана математическая модель для обоснования конструктивных параметров устройства с учетом физических пара метров среды, семени и подложки.
3. Уточнен критерий разделения семян зерновых культур для коронного электросепаратора с учетом особенностей впервые разра ботанного устройства.
4. Определены параметры нагрева для изменения поверхностно го сопротивления семян зерновых культур.
Практическая ценность работы и реализация её результатов 1. Разработан способ предварительной подготовки семян к элек тросепарации в электрическом поле коронного разряда.
2. Разработан способ отделения микротравмированных семян зерновых культур от целых и устройство для его реализации.
3. Получено повышение посевных показателей качества ориги нальных семян сорта Ирень (всхожесть повысилась с 92% до 97%).
Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований доложены и одобрены на ежегодных научно-техниче ских конференциях ЧГАУ 2005-2009 гг., на всероссийских научно практических конференциях студентов, аспирантов и молодых уче ных (г.Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ в 2005-2006 гг.), на все российском совещании-выставке по энергосбережению (Екатерин бург, 20-21 марта 2007 г.). Получен акт производственной проверки результатов законченной научно-технической разработки ГНУ «Уральский НИИСХ», г.Екатеринбург от 31.03.09.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано научных работ общим объемом 12 печатных листов, в том числе два патента на полезную модель и один патент на изобретение РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа со стоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и прило жений. Работа изложена на 129 страницах машинописного текста, со держит 8 таблиц, 49 рисунок, 99 наименований литературы и 10 при ложений.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы исследования, по ставлена цель работы, показана её научная и практическая значи мость, приведены основные положения, выносимые на защиту.
Первая глава «Состояние вопроса и задачи исследования» по священа анализу состояния вопроса микротравмированности семян зерновых культур. На всех этапах уборки, транспортировки, хранения и высева наблюдается микротравмирование семян. Травмы зерна вы званы технологическим процессом производства и являются неизбеж ным его последствием. Микротравмы существенным образом влияют на посевные показатели семян. Это указывает на то, что удаление травмированных зерен из семенного материала повысит урожайность и уменьшит потери семян при производстве.
Проблемой травмирования зерна занимались Пугачев А.Н., Та расенко А.П., Косилов Н.И., Бледных В.В., Рогоза В.Е., Урай кин В.М., Чазов С.А., Миттельман Г.С., Романов П.П. и другие.
Анализ научных исследований по сепарации зерна показал, что существующие способы разделения зерен не способны разделить це лые и травмированные семена. Электрозерноочистительные машины имеют возможность разделять семена по электрическим свойствам.
Используя эти свойства можно разделять трудноразделимые зерно вые смеси. Большие затруднения при отделении вызывают микро травмированные семена зерновых культур.
Основным отличием микротравмированных семян от целых яв ляется нарушение целостности наружной оболочки зерна, главная функция которых – защита внутренних органов зерна от неблагопри ятного воздействия окружающей среды. В местах повреждения обо лочки влага может беспрепятственно проникать внутрь либо выхо дить наружу.
На основании анализа состояния изучаемого вопроса выявлены следующие проблемные ситуации:
1. в общем объеме зерновой массы микротравмированные семе на составляют значительную долю, их наличие приводит к суще ственному снижению урожайности;
2. известные способы сепарации семян не способны разделять микротравмированные и целые зерна.
Таким образом, вопрос повышения качества посевного материа ла семян зерновых культур путем отделения микротравмированных зерен в электрических полях не изучен, что послужило основанием для постановки цели и задач исследования.
Во второй главе «Разработка теоретических положений процес са отделения микротравмированных семян зерновых культур от це лых в электрическом поле» сформулирована рабочая гипотеза, на основании которой разработана математическая модель процесса за рядки и разрядки диэлектрической эллипсоидальной частицы и про цесса её отделения в зависимости от физических параметров.
Гипотеза звучит следующим образом: «Семена зерновых культур различные по степени микротравмированности имеют раз личную проводимость, предварительное физическое воздействие приведет к изменению электрических параметров у микротравмиро ванных и целых семян, это раздвинет вариационные кривые сопро тивлений, при этом они будут по-разному заряжаться и разряжаться, что позволит разделить микротравмированные и целые зерна».
Одинаковые по размеру, парусности, шероховатости, форме и электрическим параметрам семена необходимо подготавливать перед электросепарацией, то есть предварительно подсушивать, изменяя их контактное сопротивление, а затем заряжать в поле коронного разря да. Целые и микротравмированные семена после нагрева имеют раз личное контактное сопротивление, а это значит, что они имеют и раз личную скорость разрядки при выходе из зоны зарядки. Для этой ги потезы была разработана математическая модель процесса.
Разработка математической модели процесса зарядки и разрядки диэлектрической эллипсоидальной частицы осуществлялось в два этапа: на первом исследовался процесс зарядки зерна при отсутствии влияния разрядки, на втором определялось взаимодействие зерна и поверхности электрода.
На основании известного уравнения непрерывности плотности полного тока на поверхности эллипсоида при определенных проводи мостях воздуха и семени d ( A ) 1 + 2 (1 ) ( A ) dE [ 1 + 2 (1 ) ] = ( 1 2 ) E0 + 0 ( 1 2 ) 0, (1) + dt dt где 1, 2 – относительные диэлектрические проницаемости семени и воздуха соответственно;
1, 2 – проводимости семени и воздуха соот ветственно;
Е0 – напряженность электрического поля;
0 – диэлектри ческая постоянная;
( А ) – плотность поверхностного заряда;
– коэф фициент деполяризации эллипсоида, который определяется по фор муле 1 2 1+, 1 ln = 2 2 a2 b где – эксцентриситет эллипсоида, найдена постоянная вре = a мени переходного процесса разрядки семени в зависимости от её фи зических параметров:
+ 3 (1 ) 2= 0 1, (2) 1 + 3 (1 ) где 3 – относительная диэлектрическая проницаемость контакта;
3 – проводимость контакта;
Получено выражение для определения предельного свободного заряда семени в зависимости от его физических параметров:
1 2 2 1 0 аbE0, q = (3) 1 + 2 (1 ) где a, b – длины короткой и длинной полуосей семени.
Полученные выражения по определению предельного заряда и времени переходного процесса использовалось далее для расчета силы взаимодействия заряженного зерна с плоскостью транспортер ной ленты.
Используя метод зеркального отображения приняли допущения:
(зерно – это сфера с эквивалентным радиусом;
заряд зерна располо жен в центре сферы).
Силу взаимодействия заряженного семени с поверхностью транспортерной ленты в зависимости от времени переходного про цесса и проводимостей определяли по формуле ( 1 2 2 1 ) 2 0 a 2b 2 E 2 e t, (4) F (t 2 ) = ( 1 + 2 (1 ) ) 2 4 2 r 2 где t2 – время нахождения зерна в зоне разрядки;
2 – постоянная времени разрядки зерна;
r – приведенный радиус семени.
Электрическая сила зависит от геометрии эллипсоида, электри ческих параметров воздуха и зерна. Зная геометрию, электрические параметры зерна, а также проводимость воздуха, можно рассчитать электрическую силу, которая прижимает его к поверхности ленты.
При учете всех сил, действующих на семя в момент его попада ния в зону разделения, получено выражение угла отрыва:
2 ( 1 2 2 1 ) 2 0 a 2 b 2 E 2 t 2 R e 2 = arccos, (5) ( 1 + 2 (1 ) ) 2 4 2 r 2 mg g где - угловая скорость вращения барабана транспортера;
R – ради ус барабанов транспортера;
g – ускорение свободного падения;
m – масса семени.
Критерий разделения целых и микротравмированных семян, одинаковых по размерам, но с различной проводимостью, с постоян ными параметрами скорости движения транспортерной ленты, радиу са барабана, напряженности поля, диэлектрической проницаемости и проводимости воздуха определится величиной ( 1 2 2 1 ) e 22 t.
= (6) СРБ ( 1 + 2 (1 ) ) 2 Если величина СРБ для разных частиц различна, то они могут быть разделены на коронном электросепараторе.
Если две частицы имеют одинаковый критерий разделения, то их траектории одинаковы и их разделение невозможно. Для обеспече ния четкого разделения необходимо, чтобы при разнице в критериях разделения dCРБ разница в углах отрыва d была наибольшей. Чет кость разделения Ч может быть определена как соотношение d. (7) Ч= dC РБ Чем больше это соотношение, тем больше четкость;
0 a 2b 2 E Ч=. (8) 4 2 r 2 mg 1 cos Скорость вращения барабана, при которой четкость разделения будет максимальной, определяется как R 0 a 2b 2 E 2 cos dЧ = =0. (9) d 2 2 r 2 mg 2 (1 cos 2 ) Выполнение этого условия возможно лишь при cos=0, когда функция Ч() имеет минимум.
Данная функция при изменении угла от 0 до 90° изменяется от бесконечности до минимума;
при изменении от 90 до 180° растет снова до бесконечности. Наиболее предпочтительным для электросе паратора является условие =180°.
Приведенная математическая модель показывает, что для воз можности разделения целых и микротравмированных семян зерновых культур с помощью электрических полей они должны иметь различ ные электрические параметры. Для изменения электрических пара метров был выбран СВЧ нагрев.
Выбор СВЧ нагрева был сделан исходя из технологических тре бований, предъявляемых к устройству, осуществляющему подготовку семян к электросепарации, и известной зависимости потерь энергии в воде от частоты электромагнитного поля, приведенной на рисунке 1.
Рисунок 1 – Обоснование допустимого времени нагрева для разной частоты электромагнитного поля: 1 - зависимость допустимого времени нагрева от частоты;
2 – зависимость фактора потерь энергии электромагнитного поля в воде Как видно из рисунка 1, с увеличением частоты электромагнит ного поля происходит уменьшение времени нагрева. Для диапазона частот электромагнитного поля определяется диапазон времени на грева. Максимальное значение фактора потерь в воде говорит о мак симальной эффективности нагрева энергией электромагнитного поля.
Чем больше значение фактора потерь, тем больше энергии восприни мает вода.
Оптимальная продолжительность нагрева семян зерновых культур в электромагнитном поле находится в пределах 5…50 с. Так же определяется диапазон частот электромагнитного поля, при кото ром фактор потерь энергии в воде максимален: от 8·109 до 6·1010 Герц.
С использованием известного выражения определено макси мальное время обработки семян в электромагнитном поле:
V С P + P 0 t, (10) V = 0 tg Е где V – изменение объема клетки;
Р – давление в клетке;
V0 –началь ный объем клетки;
t – повышение температуры в клетке;
– коэф фициент температурного расширения;
- угловая частота;
0 – ди электрическая проницаемость среды;
tg – тангенс угла диэлектриче ских потерь;
Е –напряженности электрического поля.
Допустимое время зависит от диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь семян.
Данная математическая модель послужила основой для создания устройства, которое может заряжать семена в поле коронного разря да, разряжать их и разделять по остаточному заряду.
На рисунке 2 приведен общий вид коронного электросепарато ра. Он состоит из: 1 – коронирующий подвижный электрод;
2 – транс портерная лента;
3 – щеточка для удаления налипших частиц;
4 – классификатор;
5 – бункер;
6 – электродвигатель;
7 – источник высо кого напряжения.
Коронирующий электрод 1 меняет свое местоположение и дли ну, тем самым меняется длина зоны зарядки и зоны разрядки.
Рисунок 2 – Коронный электросепаратор На разработанное устройство получены два патента на полез ную модель №71566 «Коронный электросепаратор» и №68366 «Ко ронный электросепаратор семян» и патент на изобретение № «Коронный электросепаратор», авторы Знаев А.С., Осинцев Е.Г.
Таким образом, гипотеза послужила основой для разработки способа разделения целых и микротравмированных семян зерновых культур, была воплощена в устройстве «Коронный электросепаратор», которое прошло экспертизу в Федеральной служ бе по интеллектуальной собственности.
На основании анализа математической модели процесса были сделаны следующие выводы.
1. Электрические параметры (электропроводность, диэлектриче ская проницаемость) и площадь поверхности зерна определяют кине тику зарядки и разрядки.
2. Учитывая кинетику зарядки и разрядки, изменение угла отры ва семени от изменения проводимости, наибольшую четкость процес са разделения семян по степени травмированности можно получить, при проводимости зерна в диапазоне 10-10…10-13 См/м.
В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» представлена программа эксперимента и методики определения зависимостей.
Лабораторная установка для проведения экспериментов состоит из: нагревателя, накопительного бункера, ленточного транспортера с регулируемым приводом, подвижного коронирующего электрода, классификатора и источника высокого напряжения.
Программа исследований Теоретические исследования позволили разработать новую тех нологию разделения целых и микротравмированных семян зерновых культур, требования к процессу разделения, реализующего эту тех нологию.
Для определения конструктивных параметров установки про граммой исследований предусматривалось:
1. Исследование зависимости проводимости семян зерновых культур от влажности.
2. Исследование зависимостей изменения влажности целых и микротравмированных семян зерновых культур от времени нагрева.
3. Исследование зависимостей изменения проводимости целых и микротравмированных семян зерновых культур от времени нагрева.
4. Исследование зависимостей изменения углов отрыва целых и микротравмированных семян зерновых культур от времени нагрева.
5. Исследование процесса разделения целых и микротравмиро ванных семян зерновых культур на экспериментальной установке.
Методика проведения экспериментов соответствует требовани ям достоверности и точности согласно ГОСТ Р ИСО 5725-2002 и ГО СТом «Семена сельскохозяйственных культур».
В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследова ний» представлены результаты экспериментальных исследований.
Опыты показали, что проводимость семян зерновых культур за висит от влажности. На рисунке 3 приведена зависимость проводимо сти семян от влажности.
Рисунок 3 – Зависимость проводимости семян от влажности На рисунке 4 приведены зависимости изменения влажности от времени нагрева для семян различной степени травмированности.
Рисунок 4 – Изменение влажности семян в зависимости от времени нагрева: 1 – целые;
2 – повреждены оболочки около зародыша;
3 – повреждены оболочки около зародыша и на спинке;
4 – сморщенные оболочки;
5 - повреждены оболочки по всей поверхности На рисунке 5 приведена зависимость проводимости семян зер новых культур от времени нагрева для разных категорий микротравм.
Рисунок 5 – Зависимость изменения проводимости семян зерновых культур от времени нагрева: 1 – целые;
2 – повреждены оболочки около зародыша;
3 – повреждены оболочки около зародыша и на спинке;
4 – повреждены оболочки по всей поверхности Как показывают графики на рисунке 5, изменение проводимости более интенсивно идет у семян зерновых культур категорий 3 и 4, для целых семян скорость изменения проводимости минимальная.
Этот факт подтверждает возможность разделения целых и ми кротравмированных семян зерновых культур по степени микротрав мированности.
На рисунках 6,а и 6,б показаны вероятностные плотности рас пределения угла отрыва семян зерновых культур до и после нагрева.
а б Рисунок 6 – Вероятностная плотность распределения угла отрыва семян зерновых культур: а – без нагрева;
б - после 40-секундного нагрева:
1 – целые;
2 – повреждены оболочки около зародыша;
3 – повреждены оболочки около зародыша и на спинке;
4 – сморщенные оболочки;
5 - повреждены оболочки по всей поверхности Вариационные кривые на рисунках 6,а и 6,б показывают суще ственное отличие угла отрыва целых и микротравмированных семян зерновых культур после нагрева.
На рисунке 7 показаны зависимости построенные по опытным точкам и с помощью теоретической модели. Для оценки достоверно сти рассчитан коэффициент корреляции: r = 0. а б Рисунок 7 - Опытные данные и теоретическая зависимость угла отрыва от времени нагрева: а – для травмированных семян;
б - для целых семян:
1 – теоретическая зависимость;
2 – экспериментальные данные Таким образом, можно утверждать о достоверности математиче ской модели процесса разделения семян на коронном электросепара торе.
На рисунке 8 показаны гистограммы распределения семян пше ницы Сид-88 по степени травмированности.
На рисунке 8 видно, что в секции I…IV и XIV…XX семена не попали, разделение семян было в V…XIII ячейках. Целые семена рас пределились в V…IX ячейках, микротравмированные – в VI…XIII.
Рисунок 8 – Сепарация целых и микротравмированных семян зерновых культур: 1 – целые;
2 – повреждены оболочки около зародыша;
3 – повреждены оболочки около зародыша и на спинке;
4 – сморщенные оболочки;
5 - повреждены оболочки по всей поверхности.
В пятой главе «Рекомендации по созданию коронного электро сепаратора семян зерновых культур» приводятся разработанные реко мендации по созданию коронного электросепаратора и его обслужи ванию.
В качестве примера приведены основные параметры коронного электросепаратора семян производительностью 2,5 т/ч: линейная ско рость транспортерной ленты до 1 м/с;
ширина транспортерной ленты до 1 м;
длина коронирующего электрода до 1 м;
длина зоны зарядки семян до 0,3 м;
диаметры барабанов транспортера – до 0,3 м;
меж электродное расстояние – до 0,1 м;
источник высокого напряжения до 50103 В, при токе коронного разряда до 510-3 А.
Семена зерновых культур могут проходить различные вариан ты обработки. В технологическом процессе, коронный электросепара тор семян может занять место либо после операции триерования, либо после электромагнитной очистки, либо после пневмосортирова ния. Вариант внедрения коронного электросепаратора в технологиче ский процесс зависит от требований, предъявляемых к семенам.
После отделения целых и микротравмированных семян зерно вых культур они направляются на операцию протравливания или сра зу упаковываются в мешки.
На коронном электросепараторе была обработана партия ори гинальных семян яровой пшеницы Ирень репродукции третьего года.
Семена пшеницы Ирень имеют удостоверение о качестве семян №879-80 от 28.04.2008 г., выданное филиалом Федерального государ ственного учреждения «Российский сельскохозяйственный центр» по Свердловской области. После отделения целых и микротравмирован ных семян пшеницы Ирень на коронном электросепараторе семена ценной фракции были направлены на экспертизу в филиал Федераль ного государственного учреждения «Российский сельскохозяйствен ный центр» по Челябинской области. В результате экспертизы полу чено удостоверение о качестве семян №5 от 2.12.2008 г. и акт произ водственной проверки результатов законченной научно-технической разработки, выданным ГНУ «Уральский НИИСХ».
До отделения всхожесть составлялась 92%, после отделения – 97%. Семена соответствуют ГОСТ Р 52325-2005 (категория ориги нальных семян на семенные цели).
В шестой главе «Экономическая оценка применения коронно го электросепаратора семян в сельском хозяйстве» рассчитан ожидае мый экономический эффект при отделении микротравмированных се мян зерновых культур от целых.
На основании проведенных опытов была рассчитана экономи ческая эффективность из условий, что всхожесть семян увеличилась на 5%.
Таблица 1 - Экономические показатели от внедрения установки Базовый Новый Показатель вариант вариант Балансовая стоимость установки, руб. 1500 тыс. 1120 тыс.
Капитальные вложения, руб. 400 тыс. 200 тыс.
Эксплуатационные затраты, руб./т 208, в том числе:
заработная плата 14, амортизационные отчисления 66, ремонтные отчисления 48, затраты на электроэнергию 79, Годовой экономический эффект от по 450 тыс.
вышения качества продукции, руб.
Годовой экономический эффект от ожи 1659 тыс.
даемого повышения урожайности, руб.
Суммарный годовой ожидаемый эконо 2109 тыс.
мический эффект, руб.
Срок окупаемости капитальных вложе 0, ний, год Экономическая оценка применения коронного электросепара тора проводилась на основе экспериментальных исследований.
Основными показателями для определения экономической эф фективности являются: урожайность зерновых культур;
прямые производственные затраты;
снижение потерь при производстве зерно вых культур.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Разработан способ и математическая модель процесса отделе 1.
ния микротравмированных семян зерновых культур от целых с ис пользованием возможностей электронно-ионной технологии. Получе ны выражения для расчета результирующей силы, действующей на семена пшеницы в зоне разделения коронного электросепаратора с учетом их электрических параметров. Разделение возможно в диапа зоне проводимостей 10-13…10-10 См/м.
2. Разработан способ подготовки семян зерновых культур к се парации в электрическом поле коронного разряда с целью отделения микротравмированных семян от целых.
3. Разработано устройство для разделения смеси из целых и ми кротравмированных семян зерновых культур на примере семян пше ницы. Получены два патента на полезную модель и решение на выда чу патента на изобретение.
4. Разработана методика проведения экспериментальных иссле дований на основе требований ГОСТ Р ИСО 5725-2002. Полученные результаты экспериментальных исследований с вероятностью 90% совпадают с расчетными результатами.
5. Разработанная методика подготовки зерна к электросепара ции позволяет получать зерна пшеницы с заданной влажностью без потери жизнеспособности семян. Начальная влажность семян должна быть не более 17%.
6. Экспериментально исследован процесс отделения микротрав мированных семян зерновых культур от целых на коронном электро сепараторе. Подтверждены основные теоретические положения мате матической модели процесса и выявлены оптимальные параметры установки на примере семян пшеницы. Большая четкость разделения наблюдается в диапазоне проводимостей семян 10-13…10-10 См.
7. Рассчитан экономический эффект, полученный в результате повышений качества семян за счет повышения всхожести семян на 5%.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1. Знаев А.С., Осинцев Е.Г. Коронный электросепаратор семян // Сельский механизатор, 2008, №3, с.10-11.
Публикации в других изданиях:
2. Знаев А.С., Осинцев Е.Г. Пути решения проблемы отделения микротравмированных семян от целых // Вестник ЧГАУ. Т. 46.
Челябинск, 2005, с. 79-83.
3. Осинцев Е.Г. Энерго- и ресурсосберегающие технологии в производстве семян зерновых культур // Энерго- и ресурсосбе режение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энер гии: Сб. материалов Всерос. студенч. олимпиады, науч.-практ.
конф. и выставки студентов, аспирантов и молодых ученых, 6- декабря 2005 г. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005, с.
347-349.
4. Осинцев Е.Г. Влияние внешних воздействий на физические па раметры семян зерновых культур // Материалы юб. XLV между нар. науч.-техн. конф. «Достижения науки – агропромышленно му производству». Челябинск: ЧГАУ, 2006, с. 204-205.
5. Осинцев Е.Г. Разделение соразмерных частиц по электрическим свойствам на коронном электросепараторе // Энерго- и ресурсо сбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Сб. материалов Всерос. студенч. олимпиады, науч. практ. конф. и выставки студентов, аспирантов и молодых уче ных, 19-22 декабря 2006 г. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ УПИ, 2006, с. 156-159.
6. Осинцев Е.Г. Использование СВЧ-полей в технологии произ водства семян зерновых культур // Материалы XLVI междунар.
науч.-техн. конф. «Достижения науки – агропромышленному производству». Челябинск: ЧГАУ, 2007, с.13-17.
7. Знаев А.С., Осинцев Е.Г. Использование электромагнитных по лей в сушке зерна // Энергосбережение: состояние и перспекти вы: Тр. VIII всерос. совещания-выставки по энергосбережению.
– Екатеринбург, 20-21 марта 2007. - Екатеринбург: ООО «РИА Энерго-Пресс, 2007, с.58-59.
8. Коронный электросепаратор семян: Патент на полезную модель №68366, по заявке №2006144880, 15.12.2006. Опубликовано:
27.11.2007. Бюл.№8. Россия / Знаев А.С., Осинцев Е.Г.
9. Коронный электросепаратор: Патент на полезную модель №71566, по заявке №2006115994, 10.05.2006. Опубликовано 20.03.2008. Бюл. № 8. Россия / Знаев А.С., Осинцев Е.Г.
10. Коронный электросепаратор: Патент на изобретение №2351399, по заявке №2007139491/03, 24.10.2007. Бюл. № 10.
Россия / Знаев А.С., Осинцев Е.Г.
_ Подписано в печать 24.04.09.
Формат А5. Объем 1,0 уч.изд.л.
Тираж 100 экз. Заказ №121.
УОП ЧГАУ