Диссертация - Санкт-Петербургский государственный аграрный

1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ На правах рукописи СПИРИДОНОВ АНАТОЛИЙ БОРИСОВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА-ДОЛГУНЦА Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Касаткин Владимир Вениаминович Ижевск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….. 5 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА………………………………………….. 8 1.1 Состояние и перспективы развития льняного комплекса………….. 8 1.2 Физиологические особенности семян льна………………………….. 12 1.3 Анализ существующих технологических способов и технических средств предпосевной обработки семян льна…………………………………. 1.4 Предпосевная обработка семян льна с 19 применением электротехнологий……………………………………………………… 27 1.5 Выводы по главе и задачи исследований……………………………… 39 2 МЕТОДИКА И ПЛАНИРОВАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ДРАЖИРОВАНИЯ БИООРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ С И ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В ПЕРИОД ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛЬНА……………………………………………………………………………… 41 2.1 Планирование эксперимента и схема процесса предпосевной обработки семян льна…………………………………………………………… 41 2.2 Методы исследований показателей всхожести и качества гранул семян льна-долгунца ……………………………………………………………. 44 2.3 Разработка и обоснование технологии предпосевной обработки семян льна………………………………………………………………………… 2.4 Оборудование для проведения лабораторных исследований………… 47 49 2.4.1 Описание установки для смачивания и подготовки пластичной массы семян льна…………………………………... 49 2.4.2 Описание установки дражирования семян льна-долгунца……. 52 2.4.3 Описание комбинированной установки ультразвуковой и СВЧ-обработки…………………………………………………. 56 3 2.5 Лабораторные исследования предпосевной обработки семян льна и обоснование технологических параметров дражирования и электрофизического воздействия……………………………………… 58 2.5.1 Результаты лабораторных исследований и обоснование параметров процесса комплексной СВЧ и УЗИ обработки гранул семян льна-долгунца…………………………………… 2.5.2 Результаты 58 лабораторных исследований и обоснование параметров процесса дражирования………………………….. 61 2.6 Результаты полевых испытаний……………………………………….. 64 2.7 Выводы по главе………………………………………………………… 71 3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИООРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ……………….. 73 3.1 Обработка семян под действием УЗИ энергий………………………… 73 3.2 Обработка семян под действием СВЧ-энергии………………………. 79 3.3 Исследование процесса дражирования семян………………………. 83 4. 3.3.1 Кинетика осаждения частиц дражирата на поверхности семян. 86 3.3.2 Расчет скорости вращения дражиратора………………………. 93 3.4 Выводы по главе………………………………………………………… 95 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА ТЕХНОЛОГИИ НА УСТАНОВКЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ………………………………………………….. 96 4.1. Описание и работа установки для предпосевной обработки семян льна………………………………………………………………………………… 97 4.2 Система автоматизации и регулирования установками типа УДЭ-01.. 99 4.3 Результаты экспериментальных исследований технологических параметров предпосевной обработки семян льна……………………. 102 4.4 Выводы по главе………………………………………………………… 106 4 5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛЬНА- ДОЛГУНЦА СОРТА ВОСХОД……………………………….............................. 108 5.1 Расчет затрат на внедрение установки УДЭ-02……………………… 108 5.2 Расчет стоимости обработки семян на установке УДЭ-02………….. 109 5.3 Расчет экономической эффективности внедрения предлагаемой технологии предпосевной обработки семян льна-долгунца………… 115 5.4 Расчет энергетической эффективности от внедрения предлагаемой технологии предпосевной обработки семян льна-долгунца………… 117 5.5 Выводы по главе………………………………………………………… 121 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ………………………………………………………………. 122 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………. 124 Приложения………………………………………………………………………. 141 Приложение А……………………………………………………………………. 141 Приложение Б…………………………………………………………………….. 146 Приложение В…………………………………………………………………….. 147 Приложение Г…………………………………………………………………….. 151 5 ВВЕДЕНИЕ Лен-долгунец является традиционной технической культурой Удмуртии. Благоприятные природно-климатические условия данного региона позволяют возделывать и получать высокие урожаи волокна и семена высокого качества. В настоящее время из 27 льносеющих регионов Российской Федерации Удмуртия по размерам посевных площадей занимает 3 место, лидирует по урожайности и объемам производства в Приволжском Федеральном округе. Для выхода на лидирующие места по Российской Федерации в настоящее время необходимо не только уделять большое внимание внедрению в производство новых сортов льна-долгунца, которые обладают благоприятными сочетаниями биологических свойств и хозяйственно-ценных признаков, но и необходимы научные исследования в области повышения потенциала самого растения. Одним из важнейших условий устойчивого развития не только льносеющих хозяйств, но и сельского хозяйства в целом является использование различных способов предпосевной обработки. В свете глобальных экологических проблем необходимо при активировании физиологических процессов в растительном организме применять инновационные методы обработки семян, не оказывающие пагубного воздействия на окружающую среду и на само растение [56]. В рамках Республиканской целевой программы "Развитие льняного комплекса Удмуртской Республики на 2010…2014 годы" поставлена цель, заключающаяся в создании условий для развития льняного комплекса Удмуртской Республики, ориентированных на производство качественной конкурентоспособной продукции [56]. Согласно стратегии развития легкой промышленности России на период до 2020 года необходимо повышать экономический рост легкой промышленности с обеспечением потребностей в качественных и доступных потребительских товарах, в продукции технического и стратегического назначения [80]. 6 Исследования в данной работе базируются на достижениях по изучению повышения качества предпосевной обработки семян в трудах Кубеева Е.И., Смелик В.А., Хасанова Э.Р., Чиркова А.М., Каменский К.В., Ореховой Т.А., Ивановской А.А., Басова А.М., Бородина И.Ф., Будько В.С. и др. Таким исследование образом, в учитывая области вышеизложенное, активирования актуальным физиологических является процессов в растительном организме, применяя методы и компоненты не оказывающие пагубного воздействия на окружающую среду и на само растение, что позволит увеличить урожайность и качество конечного продукта. Цель работы: исследование и разработка технологии дражирования семян льна – долгунца с использованием электротехнологий. Объекты исследования: семена льна-долгунца сорта Восход; процесс предпосевной обработки. Предмет дражирования исследования: семян технологические льна-долгунца с параметры использованием процесса биоорганических удобрений и электрофизических полей. Научную новизну работы составляют: - технология комплексной предпосевной обработки семенного материала для увеличения всхожести, энергии прорастания, урожайности сырья и уменьшения негативного воздействия пестицидов на окружающую среду; - математическая модель электрофизического воздействия на семена льнадолгунца при предпосевной обработке; - математическая модель получения качественной оболочки гранулы в процессе дражирования семян льна-долгунца путем управления скоростью вращения дражиратора и процесса осаждения частиц. Практическая значимость и реализация результатов исследований: - метод комплексной предпосевной обработки семенного материала для увеличения всхожести, энергии прорастания, урожайности сырья и уменьшения негативного воздействия пестицидов на окружающую среду; 7 - математическая модель, позволяющая рассчитывать промышленные технологии и образцы оборудования для процесса дражирования семян льнадолгунца с электрофизическим воздействием требуемой производительности; - экспериментальная установка (УДЭ-01), с применением комбинированного энергоподвода, на основе которой может быть создана промышленная установка и используемая в учебном процессе; - установка для дражирования и электрофизической обработки (УДЭ-02 с производительностью 250 кг/час) семян льна-долгунца. Информационную базу исследования составляют материалы научных конференций, научно-техническая литература, публикации зарубежных и отечественных изданий, нормативные документы по теме исследования. Основные положения, выносимые на защиту: - технология комплексной предпосевной обработки семенного материала для увеличения всхожести, энергии прорастания, урожайности сырья и уменьшения негативного воздействия пестицидов на окружающую среду; - математические модели электрофизического воздействия на семена для частных процессов дражирования семян льна-долгунца; - оборудование и результаты экспериментальных исследований проводимых на установке для дражирования и электрофизической обработки (УДЭ) семян льна-долгунца; - технико-экономическое обоснование предпосевной обработки семян льна-долгунца. технологии непрерывной 8 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА 1.1 Состояние и перспективы развития льняного комплекса Льняной представляет комплекс собой Организационные производить и Российской Федерации многопрофильный технологические современный ассортимент на сегодняшний конкурентоспособный возможности продукции которого в день сектор. способны соответствии с потребительскими требованиями. Использование льна возможно не только в текстильной, но и во многих других перерабатывающих отраслях [29]. Широкое применение льна в промышленности повысит экономическую безопасность страны за счет импортозамещения хлопкового волокна. Готовая продукция полученная из льна имеет стратегическое и специальное назначение [29]. В настоящее время большая роль в преобразовании льняного комплекса принадлежит отраслевой науке, которая разработала новые технологии глубокой переработки льна, что способствует увеличению ассортимента и конкурентоспособности получаемой продукции [29]. Однако, разработка новых технологий глубокой переработки льна, не достаточно для полноценного развития льняного комплекса и выхода на мировой уровень экспортируемой продукции. Льняные комплексы зачастую не могут использовать новые технологии глубокой переработки льна из-за сырья ненадлежащего качества. По данным Росстата (рисунок 1.1) выработка льняного волокна по сравнению 2012 года и 1992 года уменьшилась на 50,2 % (а), посевные площади сократились на 82,6 % (б), валовый сбор льна в переводе на волокно снизился на 41 % (в), урожайность льна с единицы убранной площади увеличилась на 65,9 % (г)[133]. 9 а б в г Рисунок 1.1 – Статистические данные показателей льняной отрасли по Российской Федерации Из приведенных статистических данных следует, что льняная отрасль находится в весьма неблагоприятных условиях развития. Снижение показателей выработки льняного волокна и валового сбора льноволокна связана с значительным сокращением посевных площадей. Однако, на ряду со спадом выше указанных показателей, можно выделить увеличение урожайности льна с единицы площади, что обусловлено использованием новых, адаптированных сортов льна и использование минеральных удобрений. По статистическим данным (рисунок 1.2) Удмуртской Республики выработка льняного волокна по сравнению 2012 года и 2009 года уменьшилась на 15,8 % (а), посевные площади сократились на 20,9 % (б), валовый сбор льна в переводе на волокно снизился на 17,5 % (в), урожайность льна с единицы убранной площади увеличилась на 13 % (г) [131]. 10 а б в г Рисунок 1.2 – Статистические данные показателей льняной отрасли по Удмуртской Республике Из приведенных статистических данных следует, что льняная отрасль Удмуртской Республики как и в Российской Федерации находится в весьма неблагоприятных условиях развития. Как на Федеральном уровне так и в Республике наблюдается снижение показателей выработки льняного волокна и валового сбора льноволокна, что связано со значительным сокращением посевных площадей. Однако, со спадом выше указанных показателей, можно выделить увеличение урожайности льна с единицы площади, что обусловлено использованием новых сортов льна, а так же ведением научных работ в области выращивания льна. В поддержку развития льняных комплексов Правительство Российской Федерации и региональные органы власти разрабатывают целевые программы. Одной из действующих программ является Концепция федеральной целевой программы «Развитие льняного комплекса России на период до 2020 года». 11 Программа разработана в соответствии с поручением Правительства Российской Федерации от 23 ноября 2011 года № ВП-П11-8378 [80]. В которой предлагается инновационный сценарий развития льняного комплекса, дающий эффективное развитие и конкурентоспособность отрасли. Данный сценарий развития обеспечивает соответствие целям и задачам развития национальной экономики до 2020 года [80]. Инновационный сценарий развития предусматривает осуществление комплекса мероприятий, связанных с: - увеличением объема производства льноволокна; повышением урожайности и качества льняного сырья, - техническим и технологическим перевооружением производства и первичной переработки льна, а также научных учреждений, осуществляющих селекцию сортов льна, разработку агротехнологий и технических средств для льноводства; - повышением глубины переработки льняного сырья и утилизации отходов производства льноволокна; - комплексной модернизацией производства льносодержащих готовых тканей; - организацией высокоэффективного производства с использованием льняного сырья нетканых материалов, в том числе медицинского назначения; - организацией производства изолирующих материалов на основе отходов переработки льна; - организацией на основе льняного масла производства новых видов продукции для использования в фармацевтике, парфюмерии, лакокрасочной и пищевой промышленности [80]. Проблемами развития льняного занимается и Правительство Удмуртской Республики. Им утверждена республиканская целевая программа «Развитие льняного комплекса Удмуртской Республики на 2010-2014 годы», постановление Правительства УР от 28.09.2009 N 274 (ред. от 04.09.2013) [56]. Целью программы является: «Создание условий для развития льняного комплекса Удмуртской 12 Республики, ориентированного на производство качественной конкурентоспособной продукции», которая позволит решить следующие задачи: 1. Укрепить и совершенствовать материально-техническую базу производства и переработки. 2. Внедрить новые интенсивные технологии возделывания льна с целью увеличения его производства. 3. Внедрить льноперерабатывающим организациям высокопроизводительное, ресурсосберегающее оборудование с целью увеличения выработки и повышения качества льноволокна. 4. Внедрить новые технологии производства продукции глубокой переработки льна с целью выпуска конкурентоспособной востребованной продукции. 5. Обеспечить занятость на селе и развитие кадрового потенциала на предприятиях льняного комплекса [56]. Таким образом, важными факторами, влияющими в целом на результат работы льноводческой отрасли, являются наличие необходимой техники для проведения полевых работ и качество посевного материала. Для решения данных проблем необходимо разрабатывать и внедрять энергоэффективные, ресурсосберегающие и экологические технологии подготовки к посеву семенного материала. 1.2 Физиологические особенности семян льна Нормальное льняное семя имеет яйцевидную форму с несколько суженным и слегка загнутым носиком, обычно коричневую окраску разных оттенков - от светло-коричневого до темно-коричневого. Семена льна имеют блестящую, гладкую и скользкую поверхность, вследствие чего обладают большой сыпучестью [109]. 13 Длина семян льна-долгунца от 3,2 до 4,8 мм, ширина от 1,5 до 2,2 мм, толщина от 0,5 до 1,2 мм, масса 1000 семян 3,5…6,5 г. Окраска и величина семян — признаки наследственные, характерные для того или иного сорта льна. Семя льна состоит из трех основных частей (рисунок 1.3) [90, 109]: 1. Покровные ткани, функция которых заключается в защите внутренних частей от механических повреждений, в предотвращении неблагоприятных внешних влияний на зародыш, в регуляции газообмена и водообмена; 2. Эмбриональные ткани (зачаточные стебелек, корешки, листочки); 3. Эндосперм (место запасных веществ). Снаружи семя покрыто тонкой оболочкой, состоящей из шести слоев: кутикулы и эпидермиса, составляющих кожицу, клетки которой способны набухать и ослизняться при намачивании водой; слоя клетки воздухоносной паренхимы; слоя каменистых клеток, обеспечивающих прочность оболочки; второго слоя клеток паренхимы; пигментного слоя, придающего коричневую окраску семени [109]. Под оболочкой семени расположен эндосперм – слой клеток, богатый белком и жиром. За счет эндосперма происходит питание зародыша во время его роста[90]. В самой внутренней части семени находится зародыш, который состоит из короткого корешка, двух семядольных листочков и расположенной между ними небольшой почечки [109]. На формирование семени сильно влияют условия роста и развития растений. Морщинистость, щуплость и мелкие размеры семени льна – результат слабого разрастания эндосперма и зародыша или одного из них [48, 109]. В льняном семени в среднем содержится около 35…40% жира, 23% белка, 22% безазотистых экстрактивных веществ, 9% клетчатки, 3% золы и 8% воды [69]. 14 Рисунок 1.3 – Льняное семя: I – общий вид; II – продольный разрез: 1 – оболочка; 2 – эндосперм; 3 – семядоля; 4 – корешок; III – поперечные срезы семени через зародыш Покой семян относится к завершающей фазе эмбрионального периода онтогенеза. Основным биологическим процессом, наблюдаемым при органическом покое семян, является их физиологическое дозревание, вследствие которого происходят структурные и биохимические превращения и семена приобретают способность к активному прорастанию. Этот процесс может осуществляться в доуборочный период на материнском растении, при хранении и даже в почве после посева [66]. Период покоя у растений нужно учитывать в сельскохозяйственной практике, поскольку использование на посев невсхожих семян, находящихся в состоянии покоя, может привести к изреживанию травостоя и снижению урожая. Покой бывает вынужденным и органическим. Посевной материал, находящийся в хранилищах в течение зимы, пребывает в вынужденном покое. Причиной вынужденного покоя являются различные факторы внешней среды, препятствующие прорастанию, чаще всего неблагоприятная температура или недостаток влаги [135]. 15 При органическом покое семена в зрелом состоянии не способны прорастать даже при благоприятных условиях. Задержка прорастания при этом вызывается свойствами зародыша или тканей, окружающих его, а именно: эндосперма, семенной кожуры, а также околоплодника. Все проявления органического покоя делят на три группы [66, 135]. 1. Экзогенный покой. Обусловлен водонепроницаемостью кожуры, имеющей развитую кутикулу и слой палисадных клеток (физический покой); препятствием прорастанию, создаваемое околоплодником или его внутренней частью (механический покой); содержанием в семенах ингибиторов, предотвращающих прорастание семян в неблагоприятных условиях. Удаление скорлупы, околоплодника или промывание плодов ускоряет прорастание семян. 2. Эндогенный покой. Обусловлен недоразвитостью зародыша (морфологический покой); пониженной активностью зародыша, которая в сочетании с ухудшением газообмена покровов создает физиологический механизм торможения прорастания семян (физиологический покой). Развитию зародыша семени может способствовать теплая или холодная стратификация, которая может длиться несколько месяцев. Активизируют прорастание семян также повреждение покровов семени и обработка цитокининами, гиббереллинами, тиомочевиной и другими веществами [115]. 3. Комбинированный покой. У большинства возделываемых растений покой семян снимается в процессе послеуборочного дозревания. У некоторых видов естественное физиологическое дозревание протекает в течение длительного времени, что затрудняет возделывание растений. Для снятия покоя используют структурные, физические и химические факторы воздействия на семена [74]. К структурным, или механическим, приемам стимулирования прорастания относятся скарификация, импакция, локальное повреждение покровов семени, препарирование оболочек, отчуждение зародышей. При этом облегчается доступ воды и кислорода к зародышу, к тому же прорастающий зародыш изолируется от действия эндогенных факторов покоя, в первую очередь ингибиторов [74]. 16 Скарификация, представляющая механическое повреждение водонепроницаемых покровов семени, проводится вручную или с помощью специальных механизмов. В последнем случае из-за механического воздействия снижаются биологические свойства семян, часть из них теряет жизнеспособность. Импакция основана на ударах семян друг о друга и о стенки заключающего их сосуда. При этом нарушается кожура в важной для прорастания части семян – в области рубчика, травмирование же самого семени не наблюдается. Из других приемов применяют накалывание кожуры в области зародыша, снятие кожуры и отделение зародышей от эндосперма [74]. Физические факторы нарушения покоя семян – температура. Она оказывает влияние как на первичный, так и на вторичный покой. Выводить семена из состояния покоя можно как более высокими, так и более низкими температурами или их переменным действием. Наиболее распространенной термической обработкой семян древесных и некоторых овощных и лекарственных растений является холодная стратификация. В зависимости от места выращивания семян условия стратификации неодинаковы (семяна северной репродукции обрабатывают при 0…3 °С, семена более южного происхождения могут выйти из состояния покоя при температуре 5…7 °С [84, 85]. Отмечена высокая эффективность замачивания семян в горячей воде при температуре 80…85 °С в течение 10 мин для преодоления твердосемянности древесных растений. Особо твердые семена рекомендуют обрабатывать кипятком от нескольких секунд до нескольких минут [85]. Важнейшим условием и в большинстве случаев лимитирующим фактором прорастания семян является вода. Однако избыток влаги, как правило, оказывает негативное влияние на них. Семена различных растений обладают определенным оптимумом влаги для набухания и прорастания [84, 85]. Для начала прорастания семян кислород требуется в очень малых количествах. Повышенные концентрации СО2 могут нарушить покой семян различных видов. Слишком высокое содержание СО2 может сильно замедлить и даже приостановить рост после наклевывания зародыша [84, 85]. 17 В Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева разработан метод предпосевной обработки семян, заключающийся в выдерживании их в воде, постоянно аэрируемой кислородом или воздухом. Он получил название «барботирование» [59]. Свет оказывает существенное влияние на рост растений, однако, большинство из них, хоть и недолго, не может расти в темноте. Следует отметить, что формообразовательные процессы проходят под действием определенных лучей – синих и фиолетовых. Фитохром контролирует прорастание семян и цветение, ускоряя катаболический распад полисахаридов, липидов и белков. Влияние химических факторов на покой семян. Прорастание семян регулируется фитогормонами. Гибберелловая кислота стимулирует прорастание семян, находящихся в эндогенном физиологическом покое, и в меньшей степени влияет на экзогенный покой. Гиббереллины проявляют способность стимулировать доразвитие зародыша в семенах, находящихся в морфологическом покое. Цитокинины способствуют прорастанию светочувствительных семян в темноте [84]. Абсцизовая кислота оказывает ингибирующее влияние на прорастание покоящихся семян [114]. При прорастании семян выделяют следующие фазы. Поглощение воды - сухие семена, находящиеся в состоянии покоя, поглощают воду из воздуха или какого-либо субстрата до наступления критической влажности [84, 85]. Набухание начинается, когда семена достигают влажности выше критической. За счет поступающей влаги активизируется жизнедеятельность клеток, их ферментативные системы переходят в активное состояние, усиливаются гидролитические процессы, происходит перестройка коллоидов, сильно увеличивается дыхательный коэффициент [86]. Рост первичных корешков отмечается с момента деления их клеток за счет собственных веществ зародыша [86]. Развитие ростка начинается с его появления и происходит за счет использования запасных веществ эндосперма (гетеротрофная эндоспермальная 18 фаза питания). Завершается эта фаза с появлением у проростка сформированного колеоптиля (у злаков) или почечки (у других культур) [86]. Становление проростка – заключительная фаза прорастания семян, продолжается до перехода его к полному автотрофному питанию [86]. Питательные вещества потребляются зародышем. Эндосперм опустошается, сморщивается и затем отсыхает, а семядоли, выполняющие функцию первых листьев, выносятся на поверхность, зеленеют и разрастаются [84, 86, 114]. Рост зародыша семени заключается в новообразовании, увеличении размеров зачаточных органов – корешков, листочков – в результате деления клеток и развития тканей меристемы [84, 86, 114]. Одним из условий получения урожая высокого качества из семян сельскохозяйственных культур является проведение работ по предпосевной обработке, рациональных для каждого вида растений. Предпосевная обработка позволяет вывести посевной материал из состояния покоя, сохранить жизнеспособность каждого семени и защитить от возбудителей болезней растений, что увеличит их всхожесть и приведет к повышению урожайности. К сожалению, предпосевная обработка семян льна пока не нашла широкого применения в хозяйствах, что в значительной мере связано с отсутствием физических методов обработки, разрешенных препаратов и современных фунгицидных протравителей. Семена льна обладают специфическими особенностями поверхности оболочки, что затрудняет их предпосевную обработку. Необходимо разрабатывать рациональные способы для проведения предпосевных работ, с целью ускорения метаболизма в нутрии семени, и как следствие, повышения урожайности и качества продукции. 19 1.3 Анализ существующих технологических способов и технических средств предпосевной обработки семян льна Повышение урожайности выращиваемых культур на основе использования современных технологий возделывания является основной задачей сельскохозяйственного производства. Одним из эффективных способов решения данной задачи в растениеводстве является предпосевная обработка семян. Его главные преимущества – это совместимость с технологией полевого производства и возможность совмещения с предпосевным протравливанием. Обработка семян способствует повышению качества посевного материала, созданию условий для улучшения роста и развития растений, а также производит обеззараживание семян. Предпосевная обработка семян должна удовлетворять следующим требованием (критериям): - стимулирование роста и развития растений после предпосевной обработки; - подавление жизнедеятельности болезнетворных микроорганизмов; - экологическая безопасность, без нанесения вреда окружающей среде; - отсутствие побочного действия на развитие растений и генетические изменения; - экономичность обработки; - простота реализации метода. Существующие методы обработки семян можно разделить на три большие группы: химические, биологические и физические. Принцип действия химических методов заключается в том, что используются химические, большей частью ядовитые для организмов вещества [120, 140, 145]. Использование химических протравителей, для предпосевной стимуляции семян используется очень давно и эффективность такого агроприема достаточно исследована, однако, ядохимикаты, наряду с защитой семян от 20 семенной и почвенной инфекции, а также почвообитающих вредителей, приводят к угнетению посевных качеств семян. Кроме этого, применение ядохимикатов оказывает негативное воздействие на окружающую среду и обслуживающий персонал, а также применение достаточно ценных химических препаратов резко удорожает этот прием [103, 105]. Рекомендуется протравливание семян сельскохозяйственных культур пленкообразующими составами и препаратами с использованием жидких комплексных удобрений. Для повышения урожайности соломки льна-долгунца и улучшения ее качества рекомендуется вносить совместно с азотно-фосфорно-калийными удобрениями бор и использовать для предпосевной обработки семян кобальт. Но, несмотря на успешное применение, они ухудшают качество наземной и подземной воды, отравляют пищу и вызывают рост заболеваемости. Недостатком этого метода является его энергоемкость [102]. Во вторую группу относят биологические способы, основывающиеся на использовании микроорганизмов – фитопатогенов [9]. Выявлено, что при применении фитопатогенов улучшается минеральное питание, стимуляция роста и увеличение волокна. Существуют несколько негативных обстоятельств: затраты на приобретение препаратов, затраты на соответствующие машины и оборудование [90]. В настоящее время создано множество биологических препаратов, стимулирующих прорастание семян. Это вещества природного происхождения, выделенные из грибов, бактерий, водорослей и т.д. [18, 55, 146]. Данный метод дает очень хорошие результаты при предпосевной обработке семян сельскохозяйственных культур, стимулирует и обеззараживает. Чтобы обеспечить подавление жизнедеятельности микроорганизмов, необходимы большие затраты денежных средств на биопрепараты. Третья группа методов – физические, основанные на использовании тепловых, электрических, магнитных, электромагнитных и других полей и излучений [11, 70, 75]. 21 Рассмотрим наиболее изученные физические факторы, применяемые для предпосевной обработки семян. Электрическое поле коронного разряда. Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства [14], Центральный научно- исследовательский институт хлопководства провели исследования. По данным ЦНИИХ урожайность семян хлопчатника после обработки увеличивается с 29, 3 до 36,6 ц/га [14]. В своей работе Шмигель В.В. установил эффективность использования электрических полей при подготовке семян к посеву зерновых, овощных, масленичных, льна, трав. В результате воздействия электрическим полем значительно повышается качество семенного материала, ускоряются физиологические процессы в семени, активизируется прорастание семян [142]. По данным Челябинского НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства обработка в электромагнитном поле постоянного тока семян яровой пшеницы повышает урожайность на 10…15% за счет увеличения числа зерен в колосе [22, 49]. Обработка семян зерновых культур производилась (Ольшанская В.Т.) в Казанском ГСХА на установке «КВАНТ-1» с гелий-неоновым лазером ЛГ-75 мощностью 25 мВт. Было установлено, что лазерное облучение стимулирует ростовые процессы, форсированное поглощение минеральных веществ из почвы, ускорение созревания зерна и повышение его качества [87, 88, 89]. Многие авторы отмечают эффективность применения УФ-облучения [10, 36, 39, 47, 57, 64, 67, 68, 116, 117]. Бактерицидное действие УФ-излучения проявляется в деструктивно-модифицирующих фотохимических повреждениях ДНК в клеточном ядре микроорганизмов [58, 76]. Это приводит у микрофлоры к их утрате способности к внутриклеточному размножению, а у микроорганизмов – к гибели клеток [118]. В результате воздействия данного излучения при обеззараживании семян наблюдается отсутствие изменения физико-химического состава, и образования вредных побочных действий. 22 Одним из способов предпосевной обработки является дражирование – это прием предпосевной подготовки семян путем обволакивания их защитной питательной оболочкой шаровидной формы в специальном аппарате - дражираторе. Дражирование семян обеспечивает более равномерный их высев, облегчает высев мелких шероховатых семян (морковь, петрушка и др.), сокращает затраты труда на прорывку посевов, способствует экономии посевного материала, улучшает условия роста растений и повышает урожай (лука, моркови, огурцов, петрушки, томатов, столовой свёклы на 20…25 %). Для дражирования семян применяют смесь нейтрализованного торфа и перегноя (высушенного, измельчённого и просеянного через сито с отверстиями 0,25…0,5 мм), в которую добавляют клеящие вещества (коровяк или полиакриламид), суперфосфат, азотные, калийные и бактериальные удобрения, микроэлементы, стимуляторы роста и др. Дражированные семена могут храниться 6…9 месяцев, не теряя всхожести. В состав оболочки входят питательные вещества (микроэлементы, регуляторы роста), необходимые для стартового роста растений, а также защитные средства (против почвенных и наземных вредных насекомых – инсектициды и репелленты, а от болезней проростков и молодых растений – фунгициды) [45, 63, 87, 141]. На сегодняшний день многообразие технологических способов предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур путем создания искусственной оболочки очень велико [2, 3, 4, 5, 81, 92] (патентные исследования приведены в Приложении Г). Однако общий принцип обработки один: на семена последовательно наносятся слои различных веществ, основная масса которых инертна. Вначале на семена напыляют фунгицид, затем инсектицид, после чего все драже покрывается защитным слоем. Отличие лишь в применяемых компонентах. В своей работе Чирков А.М. [141] приводит классификацию технических средств для дражирования (рисунок 1.4). 23 Множество конструктивных решений, схем и дражираторов, в зависимости от способа обработки, возникает из-за широкого диапазона компонентов смеси и условий, в которых наносятся на семена. Рисунок 1.4 – Классификация дражираторов Вибрационная машина непрерывного действия для дражирования семян сельскохозяйственных культур изображена на рисунке 1.5. Она состоит из следующих элементов: корпуса, рабочего органа, дозаторов для семян и порошкообразных компонентов, распылителей раствора клеящего вещества, вибратора. Отличительным признаком данной вибрационной машины является 24 то, что рабочий орган выполнен в виде винтовой многовитковой камеры битрубного сечения, установленной на корпусе в вертикальной плоскости для обеспечения непрерывного движения семян совместно со всеми порошкообразными компонентами, исключая встречные потоки, по трубным каналам поочередно из верхнего в нижний [96]. Рисунок 1.5 – Вибрационная машина непрерывного действия Следующую схему (рисунок 1.6) реализовали в своем изобретении Зайцев А.И., Миронов Б.А., Зайцев И.А., Кротова Е.И., Мурашов А.А., Бибиков В.В., Таршис М.Ю. в Ярославском государственном техническом университете [95]. Дражиратор, содержащий дражировочный барабан с направляющими, выполнен из двух камер: конической и закрепленной на ее торце тороидальной. Привод вращения, дозатор сыпучих материалов и устройство для подачи 25 связующего раствора, отличается тем, что дражировочный барабан установлен в подшипниках и соединен с приводом вращения. Коническая камера выполнена с входной цилиндрической направляющие выполнены частью в со виде спиральными спиралей ребрами, желобообразной при этом формы и установлены на внутренней поверхности конической камеры. Рисунок 1.6 – Схема барабанного дражиратора Преимуществом такого дражиратора является производительность, это связано с наличием в барабане конической камеры. Дражиратор имеет несложную конструкцию и прост в обслуживании. Данную схему (рисунок 1.7) реализовали в своем изобретении Педан А.В., Оськин С.В., Нормов Д.А. в Кубанском ГАУ [93]. Преимуществами дражираторов такого типа являются то, что обеспечивается равномерная обработка семян дражировочной смесью, но недостатком является сложность конструкции, высокая металлоемкость установки и недостаточная производительность. Следующий аппарат для дражирования семян (рисунок 1.8) [97] состоит из узлов: загрузочное и разгрузочное устройства; распылитель дражирующего 26 Рисунок 1.7 – Схема шнекового дражиратора состава; барабан, установленный с возможностью вращения; устройство для повышения интенсивности перемешивания, размещенное соответственно, во внутреннем объеме барабана; привод и станину, выполненную с возможностью установки под углом к горизонту; отличается тем, что устройство для повышения интенсивности перемешивания выполнено в виде шнека, кромки которого снабжены щетками, соприкасающимися с внутренней поверхностью барабана, при этом барабан и шнек имеют отдельные реверсивные приводы с возможностью изменения частоты вращения. Рисунок 1.8 – Схема аппарата для дражирования семян 27 Из всего разнообразия технологий и технических средств для дражирования семян сельскохозяйственных культур, не выявлено ни одной технологии позволяющей провести процесс дражирования семян льна-долгунца. На данном этапе развития льняной отрасли и для увеличения глубокой переработки льна необходимо разрабатывать технологии дражирования семян льна-долгунца с применением экологически безвредных компонентов. Данное направление позволит реализовать Государственные программы по развитию льняного комплекса и выйти России на мировой уровень по выращиванию и переработке данного продукта. 1.4 Предпосевная обработка семян льна с применением электротехнологий В период хранения семена имеют физиологический неглубокий покой, при котором в семенном посадочном материале физиологические процессы протекают с низкими скоростями, что важно для восприимчивости семян к окружающим электрическим направлением работали полям такие и ученые, другим как: факторам. Г.В. Новиков, Над данным A.M. Басова, В.Н. Шмигель, Н.Ф. Батыгина, И.Ф. Бородина, S.J. Nelson, L.E. Statson и другие ученые [15, 16]. Действие энергетических полей различной природы вызывает активное образование супероксидных, гидроксильных и перекисных радикалов в среде и самом объекте, обладающем высокотоксичным окислительным стрессом для живой структуры растительного организма (семени). И тем оно сильнее, чем больше в семенах воды [16, 25, 26]. Исследование ультразвуковой обработки. Ультразвук представляет собой акустические колебания, частота которых выше максимальной частоты звука, слышимого человеческим ухом, и равная 20 кГц [110, 111]. Ультразвуковая волна 28 - это механическое колебание частиц в упругой среде, распространяющееся в этой среде и несущее с собой энергию [83, 111]. Звуковые волны, как и волны другой физической природы, например, электромагнитные, характеризуются рядом физических величин (параметров), изменяющихся в пространстве и во времени - это давление и колебательное смещение частиц упругой среды [110, 111]. Возникновение химических реакций в поле ультразвуковых волн тесно связано с явлением кавитации. Под термином «кавитация» понимают процесс образования полостей в жидкости с последующим захлопыванием (падением) этих полостей, что сопровождается интенсивными гидравлическими ударами. Сильные гидравлические удары, возникающие при захлопывании полостей, обладают большим разрушающим действием [83, 113]. Для водопроводной воды минимальное значение интенсивности звука (частота 15 кГц), необходимой для возбуждения кавитации, равно 0,16…2 Вт/см2 [17]. В озвучиваемой жидкой среде химические процессы возникают при такой интенсивности ультразвуковых волн, при которой неизбежным становится образование кавитационных полостей. Независимо от продолжительности озвучивания при более низких интенсивностях химические реакции в поле ультразвуковых волн не наблюдаются. Это означает, что имеется определенный порог интенсивности ультразвуковых волн, ниже которого химические процессы не наступают [113]. В полностью дегазированной жидкости кавитация обычно отсутствует. Исчезновение зародышевых газовых пузырьков значительно повышает прочность исследуемой жидкости. Необходимый для образования кавитации порог звукового давления уменьшается с увеличением температуры озвучиваемой жидкости. Уменьшение прочности водопроводной воды в диапазоне температур 0…30 °С на частоте 1 МГц установили Конолли и Фокс [154]. При определенном повышении температуры жидкости снижается повреждающее действие кавитации [38]. 29 Возникновение химических реакций в поле ультразвуковых волн связывают не только с захлопыванием образующихся кавитационных пузырьков, но и со способностью их к резонансным периодическим пульсациям. Взвешенные в жидкой среде газовые пузырьки подвергаются периодическому сжатию и растяжению, т. е. пульсации с определенной частотой. Собственная частота колебаний такого пузырька f, согласно М. Миннерту [143, 155], в случае небольших амплитуд, равна: f  3  2   P0     r , 1 2r (1.1) где γ - отношение удельных теплоемкостей газа, которым наполнен пузырек, σповерхностное натяжение, Н/м. Так как величина 2 r крайне мала по сравнению с Р0 (гидростатическим давлением), то формула Миннерта примет сравнительно простой вид: f  3P0 1 2r  . (1.2) При атмосферном давлении, равном 1 атм., собственная частота колебаний пузырька воздуха в воде составляет f= 0,328 кГц. Таким образом, при прочих r равных условиях собственная частота колебаний газового пузырька определяется его радиусом. Под действием акустических колебаний кавитационный пузырек зарождается в течение полупериода разряжения, если гидростатическое давление в соответствующих местах снижается до упругости пара или ниже нее, т. е. если жидкость в этих местах окажется сильно растянутой. В следующий полупериод происходит сжатие возникшего пузырька; если при таком сжатии не будет 30 полного спадения пузырька, то при определенных его размерах он начнет пульсировать в такт с частотой акустических колебаний [113]. По Ф.Д. Смиту [134, 151], при распространении акустической волны большой интенсивности присутствующие в жидкости газы начинают частично выделяться. Этот процесс называется дегазацией. Он заключается в том, что мелкие пузырьки газа в озвучиваемой жидкости осуществляют быстрые и беспорядочные движения. При движении они увеличиваются в размерах за счет слияния с другими газовыми пузырьками, с которыми они беспрерывно сталкиваются. Увеличение размеров мелких пузырьков происходит также в результате диффузии в них газов или паров растворителя. Газовые пузырьки, достигнув определенных размеров (1…2 мм в диаметре), всплывают на поверхность жидкости, и газ выделяется в окружающую воздушную среду [112, 113]. При определенных размерах пузырька колебания последнего будут наиболее интенсивными, так как каждому газовому пузырьку в зависимости от величины его радиуса соответствует определенная резонансная частота в диапазоне ультразвуковых волн (таблица 1.1) [110, 151]. Рассчитано, что при резонансных колебаниях могут возникнуть местные давления, превосходящие гидростатическое давление в 150000 раз [106, 151]. Таблица 1.1 – Зависимость резонансной частоты f от радиуса r пульсирующего газового пузырька Частота звука, Гц Радиус пузырька, мм 103 3,3 104 0,33 105 0,033 106 0,0038 Согласно Я.И. Френкелю [51, 83], если представить полость, возникающую в жидкости, в виде тонкой линзы, обладающей площадью сечения S и толщиной δ, то среднее число ионов каждого знака, находящихся на одной из стенок образующейся линзы, равно: 1  2 SN, где N - число диффундированных молекул в единице объема. Если δ приблизительно равно расстоянию между соседними молекулами (~4•10-8 см), то ионы будут распределяться между стенками 31 кавитационной полости независимо друг от друга. При этом средний квадрат заряда, образующегося в результате флуктуации в распределении ионов на стенках полости, будет равен:  2  e 2SN , (1.3) где е - заряд одновалентного иона. Таким образом, по теории Я.И. Френкеля, напряженность электрического поля в кавитационной полости можно определить по следующему уравнению:  4e r Nd , (1.4) где d - расстояние между разорвавшимися слоями жидкости, м; r — радиус кавитационной полости, м. Если считать, что N равно 1018, a d и r соответственно составляют 5•10-8 см и 10-4 см, то Е окажется равным 600 в/см. Если расстояние между стенками линзы еще не очень велико, и если давление паров в ней еще относительно мало (примерно 1/50 атм), то электрическое напряжение, возникающее здесь, будет достаточным, для того, чтобы между стенками полости произошел электронный пробой. В условиях электрического разряда в кавитационной полости должны возникать богатые энергией частицы: ионизованные и возбужденные молекулы, свободные радикалы, ионы, и т. д. Определение роли возбужденных молекул и ионов, радикалов и атомов в ультразвуковых химических реакциях должно способствовать разработке способов регулирования и управления [132]. Продолжительность жизни кавитационного пузырька составляет меньше половины периода применяемой ультразвуковой частоты (при 1 МГц она, 32 примерно, равна 0,5•10-6 сек.). В свою очередь, время существования обра- зующихся радикалов приблизительно равно 10-3…10-4 сек. Последнее позволяет считать, что с аннигиляцией пузырька в водную среду переходят активные в химическом отношении гидроксильные радикалы и Н-атомы. Согласно Рэлею, время полного захлопывания пустого пузырька можно определить из уравнения: t=0,915r0, (1.5) где r0 – максимальный радиус пузырька, м; Р – гидростатическое давление жидкости, Па. Кавитационные пузырьки захлопываются в воде в течение одного полупериода ультразвуковой волны. По данным Розенберга и его сотрудников, также изучавших разрушительное действие ультразвуковой кавитации при помощи скоростной киносъемки, удается наблюдать пузырьки, продол- жительность «жизни» которых составляет несколько десятков, а иногда и сотен периодов. Рано или поздно существование каждого из этих пузырьков завершалось его захлопыванием, что сопровождалось механическим разрушением поверхности твердых тел, которые находились вблизи от захлопывающегося пузырька. При понижении частоты применяемых ультразвуковых колебаний возрастает интенсивность гидравлических ударов захлопывающихся полостей [35]. Уменьшение интенсивности ударной волны имеет место и при повышении температуры озвучиваемой жидкой среды. По мнению некоторых исследователей [23, 24], при возникновении кавитации в озвучиваемой жидкой среде механически разрушается жидкостная сетка, и разрываются химические связи молекулярных структур, участвующих в образовании этой сетки. В результате разрыва химических связей на поверхности появляющейся полости окажутся ионы и свободные радикалы, которые обладают 33 способностью реагировать с веществами, расположенными на границе раздела газовая полость – жидкость [65]. В результате процессов, имеющих место при ультразвуковом замачивании семян, проницаемость мембран последних претерпевает изменения. Это может оказать существенное влияние на первоначальное поступление в обработанные семена воды, кислорода и тем самым ускорить протекание первых фаз развития растения. Существенным этапом событий, вызывающих стимуляцию прорастания, будет и аккумуляция поглощенной энергии в виде свободных радикалов. Основная часть длительно существующих свободных радикалов в обработанном семени находиться в лигнине оболочки, в белках и липидах мембран. Уже в процессе ультразвукового замачивания семян, когда осуществлен доступ к этим структурам воды и кислорода воздуха, происходит быстрое исчезновение свободных радикалов и возникновение в мембранах первичных радиационно-химических процессов окисления сульфогидридных групп белков, ненасыщенных связей полиеновых соединений липидной фазы, полифенолов мембран. Результат этих первичных реакций – изменение проницаемости мембран. Он является причиной стимуляции притока воды и кислорода, существенного для первого этапа прорастания [119]. Исследование сверхвысокочастотной обработки. Растительные материалы представляют собой сложные гетерогенные среды, которые с точки зрения электрофизических свойств, относятся к диэлектрикам с большими потерями. СВЧ-воздействие на влажные материалы вызывает в нем сложные молекулярные процессы. Под действием внешних электромагнитных полей происходит поляризация диэлектрика, и возникают токи проводимости и смещения. Таким образом, происходит генерирование определенного количества теплоты. Особенностью СВЧ-нагрева растительного материала является одновременное выделение теплоты во всем его объеме [90]. Во время СВЧ-обработки семян увеличивается их всхожесть, обсеменённость бактериями, грибами и вирусами снижается, что изложено в 34 работах [12, 13, 31, 46, 53, 62, 94, 104, 139, 147, 149, 152, 156]. Это значительно увеличивает урожайность культур. В своих работах И.Ф. Бородиным, В.И. Тарушкина, Н.Д. Девяткова экспериментально установили проявление резонансного воздействия электромагнитных волн СВЧ-диапазона на биологические объекты. Полученные результаты свидетельствуют о взаимодействие внешнего поля с собственными ЭМП биологического объекта, что дает улучшение посевных свойств семян. Однако такой эффект возникает при стимуляции клеток в биологическом организме малыми дозами, с увеличением дозы в начале наблюдается стрессовое явление клеток, а затем их гибель [63, 137]. Проведенные способностях исследования электромагнитных Э.Р. волн Хасановым свидетельствуют СВЧ-диапазона о уничтожению болезнетворных организмов с поверхности семян без снижения всхожести [137]. Установлено, что СВЧ-нагрев комбикорма до 120…130 °С снижает его общую обсеменённость микроорганизмами фактически до нуля [21]. Удельная мощность энергии, поглощаемая за единицу времени в единице объема обрабатываемой СВЧ-полем среды, согласно закону Ома и Джоуля-Ленца с учетом отражения волны от поверхности образца определяется по формуле [71]: Руд  0,278  1010   tg  f 1  F 2  E 2 exp кx  Р0 exp  кx , (1.6) где  - относительная диэлектрическая проницаемость; tg - тангенс угла диэлектрических потерь; f -частота электромагнитного поля, Гц; F - коэффициент отражения Френеля; Е - напряженность электрической составляющей ЭМП у поверхности образца падающей ЭМВ, В/м; к -коэффициент экстинкции, 1/м; х глубина проникновения СВЧ-поля в материал, м; Р0 - удельная мощность теплового источника у поверхности материала (х=0), Вт/м3. В зависимости от компонентов гетерогенной среды с различными формами связи влаги, т.е. различными диэлектрическими свойствами, может наблюдаться 35 избирательный нагрев в широком диапазоне изменения частоты ЭМП. При малой частоте колебаний ЭМП СВЧ наибольшее количество теплоты будет выделяться в материале с преобладанием капиллярной и свободной влаги, так как для него комплекс  tg больше по сравнению с материалом, у которого влага в основном связана адсорбционно. Также с увеличением частоты большее количество теплоты будет выделяться в материале, у которого комплекс  tg будет больше или же убывает меньше в зависимости от частоты ЭМП [52, 90]. В процессе обработки одну их важных ролей занимает и способ подвода энергии к материалу, так как действие СВЧ-поля влияет на характер всего процесса тепло- и массообмена. Так в материале возникают температурные поля, способствующие определяется внутреннему не только массопереносу, термическим интенсивность сопротивлением нагрева материала, но и напряженностью электрической составляющей электромагнитного поля, а также электрофизическими и теплофизическими характеристиками материала. Вследствие этого перенос влаги вызывается совместным действием нескольких важнейших факторов: величиной и направлением напряженности электрической составляющей ЭМП СВЧ, градиентов влагосодержания, температуры и давления [52, 90]. Общее уравнение А.В. Лыкова [72] для скорости перемещения влаги, характеризующее тепло- и массообмен в процессе СВЧ-обработки коллоидного капиллярно-пористого материала примет вид:   i™   am ou  am ” ot  k™ paэ oE 2 , (1.7) где iф - фильтрационный поток, кг/(м2с); am - коэффициент диффузии влаги, м2/с; плотность сухого вещества, кг/м3; о - относительный коэффициент термодиффузии влаги, 1/град; kф- коэффициент фильтрации внутрипоровой  среды, кг/(м с Па); аэ - коэффициент электродиффузии влаги, м4/В2; u, t , p, E 2 - градиенты влагосодержания, температуры, давления и напряженности электрической составляющей ЭМП СВЧ соответственно. о - 36 В уравнении (1.7) градиенты играют различную роль во внутреннем тепловлагопереносе в периоде обработки. Таким образом, u, t характерны для конвективного, ультрафиолетового и кондуктивного методов нагрева. В этих процессах тепло подводится от поверхности к середине материала, и градиент температуры препятствует градиенту влагосодержания при выходе влаги к поверхности. По мощности внутренних источников различают два режима диэлектрического нагрева - малоинтенсивный и высокоинтенсивный [73, 150]. Значения составляющих общего потока влаги, входящих в уравнение (1.7), определяются величиной коэффициентов пропорциональности а m ,  о , k ф , а э , о . Эти коэффициенты являются электро- и теплофизическими характеристиками материала и в значительной степени зависят от температуры и влажности. Процесс обработки высоковлажных капиллярно-пористых растительных материалов и нагрев в СВЧ-поле идет весьма интенсивно. При этом скорость испарения во много раз может превышать скорость переноса пара внутри пористого материала. Внутри тела возникает градиент общего давления при температуре выше 60 оС [71]. Этому явлению способствует диффузия скольжения в макрокапиллярах, так как температура в центре образца больше, чем на его поверхности. Если в процессе конвективного плазмолиза, имеющего место в начале процесса вылежки, температурный градиент препятствует перемещению влаги к поверхности тела, то СВЧ-нагрев способствует термовлагопроводности [6]. Поэтому длительность гибели растения под действием конвективного плазмолиза намного больше, чем электроплазмолиза [111]. Это влечет ряд негативных явлений, связанных с ухудшением качества продукта [1, 111], которые зависят от денатурации белка в процессе длительного воздействия температуры. Вследствие того, что денатурация белка замедляет процесс влагопереноса, длительность процесса обработки следует ограничить, особенно в период максимального воздействия высоких температур, который происходит на начальной фазе процесса влагопереноса. 37 Требование предусматривает технологии не только СВЧ-обработки недопущение семенного перегрева материала материала, но и определенную температуру областей интенсивной обработки, выше которой в семенах могут происходить необратимые процессы, разрушающие капиллярнопористый каркас, вызывающие ионизацию газов в СВЧ-камере, денатурацию белков и т.д. [1, 98, 100]. При перемещении влаги по капиллярам растительного материала под действием СВЧ-энергии свободная и физико-механическая влага (благодаря градиентам температуры и давления) перемещается к поверхности материала, вместе с растворимыми в воде сахарами. Вязкость жидкости в граничной фазе в 8…15 раз больше вязкости в капиллярах. Кристаллизация сахаров в граничной фазе вызывает закупорку капилляров. При этом фильтрационный поток резко снижается и наступает перегрев материала, что приводит к ухудшению его качества. Для учета длительности и интенсивности СВЧ-воздействия во время обработки предложено ввести критерий запаривания. Критерий запаривания – это процесс гибели клеточной ткани растительного продукта в результате денатурации, который происходит после закупорки капилляров[71]. Для определения допустимого времени обработки в СВЧ-поле (без запаривания) применим интеграл летальности с учетом изменения температуры в процессе обработки на стадиях его нагрева [71]: ђ L  exp B  t    Ad  1, (1.8) 0 где А и В - коэффициенты, которые определяют путем регистрации в двух и более точках времени наступления летального эффекта, денатурации белка, либо резкого ухудшения его качества под действием постоянной температуры, на обрабатываемый продукт, к - конечное время воздействия температуры после остывания биообъекта. 38 Коэффициенты А и В можно определить по данным температурных зависимостей Куртиса и Кларка [157, 131]. С учетом зависимостей температуры для определения минимального времени воздействия поля интеграл летальности представлен в виде [153]: k  min  exp B  t c     W0 B  Ad   exp B n 2   1   Bn1  t c   A d  1, (1.9)  min 0 здесь   t 0,    t c  n2    n1  8,95 10 3    72,7, (1.10) где п1 и п2 - нормированные коэффициенты полиномом второй степени зависимости температуры от времени; tc - температура окружающей среды, оС; W0 - коэффициент линейной аппроксимации зависимости температуры нагрева материала от времени у поверхности, численно равен W0 = 0,21C/c, а физический смысл, которого есть удельная мощность у поверхности материала, отнесенная к его объемной теплоемкости [32, 33]. Численное решение (1.9) для выбранных констант показывает, что денатурация растительного материала в процессе обработки под действием температуры наступит только при min = 64 с, а фактическое время обработки меньше (30 с). Следовательно, при выбранных режимах СВЧ-воздействия представляется возможным проведение предпосевной обработки семян. Из приведенных выше, теоретических исследований ультразвукового и электромагнитного (в СВЧ-диапазоне) воздействия на семена следует: в первом случае с ультразвуковым воздействием происходит увеличение проницаемости мембран кожицы семян (микротрещин), что может оказать существенное влияние на первоначальное поступление в обработанные семена воды, кислорода, и, тем самым ускорить протекание первых фаз развития растения; во втором случае с СВЧ-воздействием происходит взаимодействие внешнего поля с собственным внутренним полем семян, что ускоряет биохимические процессы в клетках. 39 1.5 Выводы по главе и задачи исследований Одним из условий получения урожая высокого качества из семян сельскохозяйственных культур является проведение работ по предпосевной обработке, рациональных для каждого вида растений. Предпосевная обработка позволяет вывести посевной материал из состояния покоя, сохранить жизнеспособность каждого семени и защитить от возбудителей болезней растений. Анализ отечественной и зарубежной литературы свидетельствует о том, что предпосевная обработка семян льна пока не нашла широкого применения в хозяйствах, что в значительной мере связано с отсутствием физических методов обработки, разрешенных препаратов и современных фунгицидных протравителей. Важными факторами, влияющими на результат работы льноводческой отрасли, являются наличие необходимой техники для проведения полевых работ и качество посевного материала. Для решения данных проблем необходимо разрабатывать и внедрять энергоэффективные, ресурсосберегающие и экологические технологии подготовки к посеву семенного материала. На данном этапе развития льняной отрасли и для увеличения глубокой переработки льна необходимо разрабатывать технологии дражирования семян льна-долгунца с применением экологически безвредных компонентов. Данное направление позволит реализовать Государственные программы по развитию льняного комплекса и выйти России на мировой уровень по выращиванию и переработке данного продукта. Ультразвуковое и электромагнитное (в СВЧ-диапазоне) воздействие на семена позволит: в первом случае увеличить проницаемость мембран кожицы семян, что может оказать существенное влияние на первоначальное поступление в обработанные семена воды и кислорода и ускорить протекание первых фаз развития растения; во втором случае при СВЧ-воздействии происходит взаимодействие внешнего поля с собственным внутренним полем семян, что 40 ускоряет биохимические процессы в клетках. Дражирование семян обеспечивает более равномерный их высев, облегчает высев мелких семян, способствует экономии посевного материала, улучшает условия роста растений и повышает урожай, за счет оболочки, в состав которого входят питательные вещества, необходимые для стартового роста растений, а также защитные средства. Исходя из проведенного анализа литературных источников и в соответствии с поставленной целью, были сформулированы задачи исследования: - разработать метод комплексной предпосевной обработки семян льна- долгунца; - создать математические модели электрофизического воздействия на семена для частных процессов дражирования семян льна-долгунца; - разработать установку для дражирования и электрофизической обработки (УДЭ) семян льна-долгунца; - определить экономическую эффективность и энергетический эффект от применения технологии предпосевной обработки семян льна-долгунца. 41 2 МЕТОДИКА И ПЛАНИРОВАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ДРАЖИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИООРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В ПЕРИОД ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛЬНА 2.1 Планирование эксперимента и схема процесса предпосевной обработки семян льна Выбор оптимальных режимов процесса дражирования семян льна-долгунца с использованием биоорганических удобрений и электрофизического воздействия требует построения математических моделей взаимосвязи между параметрами изучаемого процесса. Существуют различные варианты построения планов эксперимента для факторных и полиноминальных моделей в зависимости от количества исследуемых факторов, участвующих в исследуемом процессе [8, 21, 44, 123]. Выбор необходимой последовательности проведения опытов и выбор математической обработки результатов эксперимента входит в задачу планирования эксперимента. Схема проведения эксперимента представлена на рисунке 2.1. Проведение эксперимента состоит в изучении процесса дражирования, составление технологии дражирования семян льна-долгунца с применением электротехнологий, определении эффективных режимов технологии, выборе экспериментального оборудования, выборе СВЧ и УЗ излучателя, определении качественных показателей, выборе основных параметров технологии дражирования. На основании проведенных экспериментов необходимо построить функциональную схему технологии, провести анализ полученных данных, 42 Рисунок 2.1 – Схема проведения эксперимента 43 проверить адекватность экспериментов, построить полную математическую модель процесса дражирования, установить оптимальные режимы процесса дражирования и провести технико-экономическую оценку показателей процесса дражирования от внедрения в производство. Серия экспериментов проводилась в пятикратной повторности, которая при проведении активного планирования эксперимента необходима для получения достоверных результатов. Критериями оптимизации или выходными параметрами являлись: температура семян (°С); скорость вращения барабана (м/с); время осаждения частиц (мин). Для проведения математической обработки результатов эксперимента выполняется следующее: - вычисляется среднее значение параметров; - определяется дисперсия каждого опыта; - если дисперсии однородны, то вычисляется дисперсия воспроизводимости эксперимента; - определяются коэффициенты регрессии; - находятся дисперсии коэффициентов регрессии; - рассчитывается среднее квадратичное отклонение коэффициентов регрессии; - с помощью критерия Стьюдента проверяется статистическая значимость коэффициентов регрессии; - вычисляется дисперсия адекватности; - с помощью F – критерия проверяется гипотеза адекватности модели. В результате произведенных статистических расчетов были получены коэффициенты регрессии. Расчеты и графическая интерпретация результатов реализации параметрических моделей проводились с использованием программы Microsoft Excel 2010. 44 2.2 Методы исследований показателей всхожести и качества гранул семян льна-долгунца Одним из важных качественных показателей дражированных семян являются: форма, размер, вес 1000 штук, прочность, влагоемкость, воздухопроницаемость, способность оболочки драже распадаться в почве. Для обеспечения выше указанных качественных показателей необходимо выполнять следующие требования [63]: 1. Лабораторная всхожесть должна быть максимально приближенна к 100 %. Семена должны храниться не менее года, сохраняя свою всхожесть и энергию прорастания. 2. В драже должно содержаться одно семя для мелкосеменных культур до 90 %, крупносеменных культур 95…98 %. 3. Драже должно иметь правильную овалевидную или шаровидную форму. 4. Прочность драже должно быть в пределах 0.3…1,2 кгс для обеспечения механизированного высева. 5. Размеры драже необходимо откалибровать по диаметру дисков высевающих аппаратов. 6. Оболочка не должна затруднять проращивание семян. Оболочка должна хорошо пропускать воздух, быстро разрушаться после посева во влажную почву. 7. Дражированные семена должны фасоваться в бумажные мешки массой не более 10 кг для мелкосеменных и 15 кг для крупносеменных культур. Оценкой качества семя и эффективностью предпосевной обработки является всхожесть, характеризующая способность семян дать в определенных, точно установленных и воспроизводимых условиях нормальные ростки. При определении всхожести устанавливают и энергию прорастания семян, подсчитывая нормально проросшие семена раньше срока определения всхожести. Их определяют проращиванием на фильтровальной бумаге при комнатной 45 температуре, т. е. около 20 °С [19, 40, 89]. Всхожесть устанавливали согласно ГОСТ 12038 – 84 и ГОСТ 12041 – 82 [41, 101]. Полевые исследования, осуществляются в полевой обстановке на специально выделенном участке. Основной задачей полевого опыта является установление различий между вариантами опыта, количественная оценка действия факторов жизни, условий или приемов возделывания на урожай растений и его качество. Полевой эксперимент зависит от числа вариантов, размеров опытных делянок, ширины защитных полос, повторностей опытов, размещения в опыте, методики учетов и наблюдений. Устранение изменчивости влияния возможных почвенного плодородия односторонних на результаты закономерностей опыта и для гарантированного правильного использования статистических критериев, с целью оценки экспериментальных данных был использован метод рандомизации. Технология возделывания льна-долгунца в полевых опытах была общепринятой для этой культуры. Посев производится когда температура почвы на глубине заделки семян достигнет 13…14 °С. При благоприятных условиях (температурах) всходы льнадолгунца появляются через 5…8 дней, в остальных случаях через до 15 дней. Вегетационный период (от всходов до созревания) у льна-долгунца короткий – 75…90 дней. При жаркой и сухой погоде он сокращается до 60…65 дней, а при холодной дождливой удлиняется иногда до 100 дней и больше [111]. От посева до сбора физиологически спелого урожая растения проходят такие фенологические фазы, как: всходы, «елка», бутонизация, цветение, созревание. Все основные фазы развития льна-долгунца приведены в рисунке 2.2. Для математической обработки и обоснованных выводов использовались лишь те результаты полевых опытов, которые не содержали грубых и систематических ошибок. Во время проведения исследований соблюдалась последовательность действий (алгоритм), который приведен на рисунке 2.3. 46 1 2 3 4 5 Рисунок 2.2 – Фазы развития льна-долгунца: 1 – всходы, 2 – «елка»; 3 – бутонизация; 4 – цветение; 5 – созревание Рисунок 2.3 – Алгоритм проведения исследований Партия семян льна-долгунца проходит электрофизическую обработку, после чего идет процесс дражирования. Из них отбирают пробы для проведения лабораторных исследований, определяется всхожесть и энергия прорастания. Дальше партия семян высевается на делянках. Определяют полевую всхожесть и энергию прорастания. 47 2.3 Разработка и обоснование технологии предпосевной обработки семян льна На кафедре «Технологии и оборудование пищевых и перерабатывающих производства» ФГБОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» разработан комплекс [37] предпосевной обработки семян путем дражирования, ультразвуковой обработки, СВЧ-активации и применении биоорганических удобрений, с последующим посевом традиционным способом [124,130]. На рисунке 2.4 представлена технологическая схема биологической предпосевной обработки семян льна-долгунца. Технология обработки семян состоит из нескольких этапов: подготовка биогумуса и био-водного раствора, дражирование и электрофизическое воздействие на семена. После подготовки компонентов семена помещаются в емкость с биоводным раствором, где они проходят стадию ультразвуковой обработки. Ультразвуковое замачивание семян позволяет увеличить проницаемость мембран клеток и впитать в себя биоорганические удобрения, тем самым, обеспечивая зародыш необходимым дополнительным питанием. После ультразвуковой обработки семена обрабатываются в СВЧ-поле. СВЧ-обработка позволяет активировать биохимические процессы зародыша, в результате чего увеличивается энергия прорастания и всхожесть. Далее намоченные и обработанные семена поступают в дражиратор, куда подается сухая мелкодисперсная дражирующая смесь (биогумус), в результате чего происходит обволакивание семян слоем биогумуса. Благодаря тому, что снаружи семя покрыто тонкой оболочкой, клетки которой способны набухать и ослизняться при намачивании жидкостью, поверхность льняных семян получается довольно клейкой и позволяет, использования клеевого состава. удерживать дражирующую смесь без 48 Рисунок 2.4 – Технологическая схема биологической предпосевной обработки семян льна-долгунца Далее образовавшиеся драже семян досушиваются и охлаждаются до требуемой влажности и температуры. 49 2.4 Оборудование для проведения лабораторных исследований 2.4.1 Описание установки для смачивания и подготовки пластичной массы семян Лабораторные исследования процесса смачивания и подготовки семян льнадолгунца проводились с использованием различного оборудования. В первом случае использовали кухонный комбайн «Югдон». Внешний вид представлен на рисунке 2.5. 1 2 3 4 Рисунок 2.5 – Установка для смачивания и подготовки пластичной массы семян: 1- чаша для подготовки суспензии; 2- механизм смешивания; 3- чаша для смешивания; 4 – блок управления Установка представляет собой чашу для подготовки биосуспензии (1), чашу для смешивания и образования пластичной массы семян льна-долгунца (3), механизма смешивания (2), блока управления (4). 50 Принцип работы подготовленный установки биогумус и следующий: разведенный в чашу концентрат (1) помещается биоорганического удобрения. В работу оборудование приводится при помощи блока управления (4). В чашу (3) помещаются семена льна-долгунца, затем вносится биосуспензия, полученная в чаше (1). По окончании смешивания выключается питание. Во втором случае была разработана установка для мелкодисперсного смачивания семян рисунок 2.6. 1 2 3 Рисунок 2.6 – Установка для смачивания семян: 1- камера обработки; 2- небулайзер; 3- компрессор Установка представляет собой камеру для обработки (1) где происходит смачивание семян мелкодисперсным био-водным (рабочим) раствором, небулайзера (2), который генерирует мелкодисперсные частички раствора и компрессора (3). Принцип работы установки следующий: в камеру для обработки (1) помещаются семена, затем за счет сжатого воздуха, получаемого 51 компрессором (3) небулайзер (2) генерирует мелкодисперсные частицы раствора для смачивания семян. В третьем случае смачивание семян проводились в емкости в большом количестве рабочего раствора рисунок 2.7. Рисунок 2.7 – Емкость для смачивания семян Из проведенных опытов и на основании анализа диаграммы (рисунок 2.8) по смачиванию семян можно сделать следующие выводы. Рисунок 2.8 – Диаграмма процесса смачивания семян 52 В первом варианте происходило смачивание семян до 30 % влажности, однако вместе с этим получили высокий процент (до 20%) поврежденных семян за счет вращающейся мешалки. Во втором случае целостность семян сохранялась, но смачивание поверхности оболочки не происходило из-за скатывания капелек жидкости с гладкой поверхности семенного материала. В третьем случае целостность семян сохранялась и из-за более длительного контакта с рабочим раствором, в результате осуществлялось их полное смачивание. 2.4.2 Описание установки для дражирования семян льна – долгунца Лабораторные исследования процесса дражирования семян льна-долгунца проводились с использованием различного оборудования. В первом случае была разработана и собрана лабораторная встряхивающая установка, внешний вид которой представлен на рисунке 2.9. 1 2 3 4 5 6 Рисунок 2.9 – Установка для дражирования семян льна – долгунца: 1- загрузочное устройство; 2- корпус дражирующего механизма; 3- электродвигатель; 4 – блок управления; 5 – ременный привод; 6 – станина 53 Принцип работы установки можно описать по компоновочной схеме, представленной на рисунке 2.10. 2 1 3 6 4 5 Рисунок 2.10 – Компоновочная схема установки для дражирования семян льна – долгунца: 1- загрузочное устройство; 2- чаша для дражирования; 3- корпус дражирующего механизма; 4 – электродвигатель; 5 – ременный привод; 6 – выгрузное устройство с заслонкой Пластичная масса семян с дражирующей смесью (биогумус) через загрузочное устройство (1) загружается в чашу для дражирования (2). Вращающий момент с электродвигателя (4) передается чаше для дражирования (2) через ременную передачу (5). За счет смещенного центра вращения происходит встряхивание продукта, разделение пластичной массы семян на отдельные семена и обволакивание их дражирующей смесью (биогумусом). По истечении первого дражирующая смесь этапа и процесса, цикл в установку повторяется. повторно загружается Продолжительность процесса дражирования составляет 3…5 минут. После завершения второго цикла выгружаются через выгрузное устройство (6). дражирования, гранулы семян 54 Во втором случае для процесса дражирования использовался барабан с ребрами для подхватывания и перемешивания семян. Внешний вид барабана представлен на рисунке 2.11. 1 4 2 5 3 Рисунок 2.11 – Установка для дражирования семян льна – долгунца барабанного типа: 1- загрузочное устройство; 2- барабана для дражирования; 3- опора; 4 – электродвигатель; 5 – опорные ролики Оборудование состоит из загрузочного устройства (1) рабочей камеры (барабана) (2) опоры (3) с роликами (5) и приводного механизма с электродвигателем (4). Смоченные семена через загрузочное устройство подаются в рабочую камеру. Включается электродвигатель, затем в рабочую камеру подается сухая мелкодисперсная смесь биогумуса. Ребра на внутренней поверхности барабана обеспечивают перемешивание семян с биогумусом без механических 55 повреждений семени. Продолжительность процесса дражирования составляет 2…4 минут. По окончанию обработки выключается электродвигатель. Из проведенных экспериментов по процессу дражирования (рисунок 2.12 и 2.12) можно сделать вывод. 1 2 Рисунок 2.12 – Внешний вид дражированных семян льна – долгунца: 1 – вариант эксперимента; 2 – второй вариант эксперимента Рисунок 2.13 – Диаграмма процесса дражирования семян льна – долгунца 56 Процесс дражирования в установке барабанного типа проходит эффективнее, так как полученное количество единичных гранул стремиться к 100 % и при данном способе процент семян без оболочки наименьший. 2.4.3 Описание комбинированной установки ультразвуковой и СВЧ-обработки Из проведенных теоретических исследований (глава 1) выявлено, что в процессе ультразвуковой обработки происходит стимуляция притока воды и кислорода, существенного для первого этапа прорастания семян льна-долгунца. При высокочастотной обработке происходит взаимодействие внешнего поля с собственным внутренним полем семян, что ускоряет биохимические процессы в клетках. Для обработки семян был выбран лабораторный стенд, разработанный Касаткиным В.В., внешний вид которого представлен на рисунках 2.14, 2.15. 1 2 Рисунок 2.14 – Комбинированная установка для обработки семян: 1 – СВЧ-магнетрон; 2 - рабочая камера 57 4 3 Рисунок 2.15 – Комбинированная установка для обработки семян: 3 – пьезопластина; 4 – герметичная дверца Комбинированная установка состоит из рабочей камеры (2) и герметично закрывающейся дверцы (4). Внутри рабочей камеры установлена пьезопластина (3) для передачи ультразвуковых колебаний. В задней части рабочей камеры установлен СВЧ-магнетрон (1). Принцип пьезопластину работы установки помещается следующий: необходимое в количество рабочую семян. камеру После на чего начинается процесс УЗИ - обработки. По окончании процесса УЗИ обработки, пьезопластина удаляется из рабочей камеры. После удаления пьезопластины из рабочей камеры, семена подвергаются СВЧ-обработке. Дверца камеры герметично закрывается. После окончания процесса СВЧ-обработки продукт извлекается. 58 2.5 Лабораторные исследования предпосевной обработки семян льна и обоснование технологических параметров дражирования и электрофизического воздействия 2.5.1 Результаты лабораторных исследований и обоснование параметров процесса комплексной СВЧ и УЗИ обработки гранул семян льна-долгунца Лабораторные исследования проводились на кафедре «Технологии и оборудование пищевых и перерабатывающих производств» ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА. В результате анализа опытных данных построена гипотеза выбора оборудования. Для смачивания семян льна необходима емкость с био-водным раствором. Для проведения процесса дражирования наилучшим образом подходит установка барабанного типа. Для электрофизической обработки – комбинированная установка СВЧ и УЗИ. Проведены исследования по изменению влажности семян от времени обработки ультразвуковым излучением (рисунок 2.16). Рисунок 2.16 – Изменение влажности семян льна-долгунца сорта Восход при использовании УЗИ обработки 59 Полученные данные показывают, что чем больше время обработки ультразвуком, тем выше влажность семян. Таким образом, можно сделать вывод, что ультразвук способствует проникновению свободной жидкости внутрь семени. Обработанные ультразвуком семена далее обрабатывались СВЧ-излучением (рисунок 2.17). После чего контролировалась их всхожесть. Рисунок 2.17 – График зависимости всхожести обработанных семян от продолжительности СВЧ-обработки По результатам полученных данных (рисунок 2.16 и 2.17) можно сделать вывод, что оптимальное время обработки УЗИ составляет 29…30 минут, обработка в СВЧ-поле – 14…15 секунд. По выбранной оптимальной продолжительности комбинированной обработки были проведены исследования по определению всхожести и энергии прорастания образца семян без биоорганических удобрений (контрольный образец) (рисунок 2.18). Фотографии проростков изображены на рисунках 2.19 (контрольный) и 2.20 (опытный) [129]. 60 Рисунок 2.18 – Энергия прорастания и всхожесть семян льна-долгунца сорта Восход Рисунок 2.19 – Всхожесть семян льна-долгунца (контрольный образец): 1, 2, 3, 4 – повторности опытов Рисунок 2.20 – Всхожесть семян льна-долгунца (опытный образец): 1, 2, 3, 4 – повторности опытов 61 Анализируя данные по всхожести и энергии прорастания, представленные на диаграмме (рисунок 2.18), можно сделать вывод, что использование биоорганических удобрений в процессе электрофизической обработке семян льна-долгунца дает увеличение всхожести до 99 % и увеличение энергии прорастания до 80 %. 2.5.2 Результаты лабораторных исследований и обоснование параметров процесса дражирования Проведенные исследования процесса дражирования семян в установке барабанного типа выявило следующие результаты (рисунок 2.21). Рисунок 2.21 – Зависимость прочности оболочки драже от отношения биогумуса к семенам Для обеспечения прочности и правильности формы оболочки драже, требуется соотношение массы семян и биогумуса 1:1 ±5%, так как при меньших отношениях массы биогумуса к массе семян прочность оболочки не удовлетворяет показателям качества, к оболочке гранулы приведенным выше. 62 При увеличении отношения биогумуса и семян наблюдается перерасход сухого мелкодисперсного материала, что приводит к увеличению энергетических и экономических затрат. Для получения однородной и плотной оболочки гранулы необходимо вносить постадийно мелкодисперсную дражирующую смесь с одновременным регулированием влажности семенного материала. Снижение влажности происходит в результате поглощения свободной влаги с поверхности семян сухим биогумусом (рисунок 2.22) [148]. 2 1 Рисунок 2.22 – Зависимость массы гранул от влажности Начальная влажность смоченных семян до момента дражирования составляет 28….30 %. В процессе дражирования происходит увеличение массы семенного материала за счет налипания частиц биогумуса, с одновременным снижением влажности образующихся гранул. Постадийное внесение биогумуса наблюдается в момент роста массы гранулы. Так же наблюдаются участки, где масса гранул практически остается неизменной. Участок влажностью от 22…18 %, условно обозначим – участок 1, и участок влажностью от 14…10 % – участок 2. Это объясняется тем, что внесенный биогумус полностью налипает на поверхность семян, образуя 63 оболочку. Гранулы семян с влажностью 22…18 % менее устойчивы для длительного хранения. Данные гранулы семян лучшим образом проявят себя при непосредственном посеве после обработки или при кратковременном хранении. На рисунке 2.23 представлен внешний вид семян до обработки и после. 1 2 Рисунок 2.23 – Внешний вид семян льна-долгунца: 1 – до дражирования, 2 – после дражирования 64 Полученные гранулы семян, с удовлетворительной прочностью, анализировались на разрушение оболочки во влажной среде (рисунок 2.24). Рисунок 2.24 – Разрушение оболочки гранулы Гранулы помещались в емкость с жидкостью и выдерживались до момента разрушения оболочки. Оптимальное время разрушения гранулы в жидкости не должно превышать 1…2 минуты [63]. Полученные гранулы разрушились в течение 1,5 ±0,5 минут. 2.6 Результаты полевых испытаний Метод учета урожайности льняной соломы определяли с каждой делянки с последующим перерасчетом на стандартную влажность – 19 % (базисная влажность не более 25%). Влажность льносоломы определяли ускоренным методом, используя специальную установку, в которой сушку проводят при 65 помощи инфракрасного облучения. При этом следили за тем, чтобы не было нетипичных случайно попавших пучков стеблей из верхнего слоя снопов мокрых от росы и осадков. При повышенной влажности увеличивается масса, снижается выход волокна. Особую опасность представляет повышенная влажность при хранении, которая может привести к порче. Существенная разница в показаниях между вариантами устанавливали методом дисперсионного анализа [123]. Исследования показали, что предпосевная обработка семян оказывала влияние на формирование урожайности льна-долгунца сорта Восход (таблица 2.1). Таблица 2.1 – Влияние предпосевной обработки семян на технологические показатели качества и структуры урожайности льна-долгунца сорта Восход Обработка Полевая Выживаемо Густота Урожай- Разрывное всхожесть, сть стояния ность, кг/га усилие, кгс % растений во растений время перед вегетации, уборкой, % шт./м2 Контроль 73 76 1433 4020 37,1 Опытный 82 85 1776 5360 59,7 4,57 2,31 18,32 9,32 1,09 НСР05 Обработанные образцы семян обеспечили существенное увеличение урожайности соломы на 1340 кг/га (НСР05 9,32 кг/га), по сравнению с урожайностью, полученной в контрольном варианте. Увеличение всхожести обусловлено следующими показателями. Полевая всхожесть (рисунок 2.25) по данным опытного образца семян составила 82 %, что на 9 % выше полевой всхожести контрольного образца. 66 Повышение выживаемости (на 9 %) растений льна-долгунца в течение вегетации в сравнении с выживаемостью растений в контрольном варианте (НСР05 2,31%). Обработка семян перед посевом способствует увеличению числа растений к уборке на единице площади. Увеличение густоты стояния растений перед уборкой, после обработки семян, отмечено увеличение с 1433 до 1776 шт./м2 (НСР05 18,32 шт./м2). Густота стеблестоя льна-долгунца перед уборкой обеспечила получение урожайности соломы 5360 кг/га, чему способствовала обработка семян. 1 2 Рисунок 2.25 – Полевая всхожесть: 1- опытный; 2- контроль Различают общую и техническую длину стебля льна (рисунок 2.27). Общая длина (рисунок 2.26) – это расстояние от места прикрепления семядольных листочков до места прикрепления самой верхней коробочки. Техническая длина стебля – расстояние от места прикрепления семядольных листочков до начала разветвления соцветия – наиболее ценная часть стебля [41]. По толщине стебля растения льна-долгунца делятся на тонкостебельные (диаметр 0,8-1,2 мм), среднестебельные (1,3-1,5 мм) и толстостебельные (1,5 мм и более). Толщину стебля измеряют на середине технической длины стебля. У 67 тонких стеблей волокно лучшего качества, так как их элементарные волокна имеют толстые стенки и сравнительно небольшую внутреннюю полость, что делает волокно прочным и гибким. Толстые стебли дают менее прочное, грубое волокно. Одно из основных требований, предъявляемых текстильной промышленностью к стеблям льна-долгунца – возможно большее содержание волокна с наиболее высокими прядильными свойствами. Технологическое качество существенно повышается при увеличении общей длины (70…90 см и более). Тонкие стебли (0,9…1,5 мм) по сравнению с толстыми (1,6…2,1 мм и более) дают больше волокон лучшего качества [36, 41, 108]. Длина и толщина стебля в значительной степени зависит от сорта и условий выращивания. При густом размещении растений стебель меньше ветвится и имеет большую техническую длину и малую толщину. При очень редком стоянии стеблей увеличивается их толщина, образуется много ветвей. Диаметр стеблей определяют в тех случаях, когда по органолептической оценке солома признана толстостебельной [41]. Рисунок 2.26 – Общая длина стебля льна-долгунца: 1 – контрольный образец; 2 – опытный 1 2 68 Рисунок 2.27 – Общая и техническая длины стебля льна-долгунца Обработанные семена дали увеличение общей высоты стебля с 77 см (контроль) до 107 см, технической длины – с 58 до 86 см. Установлено, что чем выше густота стеблестоя к уборке, тем тоньше растения льна-долгунца [125, 127]. Таким образом, предлагаемая технология обработки семян льна-долгунца способствует формированию 1776 шт./м2 растений с технической длиной 86 см. Определение качества льноволокна были проведены согласно ГОСТ 10330-76, ГОСТ 24383-89. Одним из важнейших качественных показателей льноволокна, является его способность к сопротивлению усилия на разрыв. Испытания на разрывное усилие проводились на оборудовании ДКБ-60, внешний вид которого представлен на рисунке 2.28. Образец устанавливается в зажимы 1, 2, происходит скручивание образца. Далее образец устанавливается в зажимы 3, 2. По средствам вращения ручки 4 происходит натяжение до момента разрыва. Усилие в этот момент фиксируется на шкале 5. В результате проведенного опыта разрывного усилия получены следующие нагрузки: опытный образец имеет разрывное усилие 59,7 кгс; контрольный образец – 37,1 кгс. 69 2 3 5 4 1 6 Рисунок 2.28 – Разрывное устройство ДКБ-60: 1, 2, 3 – зажимы; 4 – ручка для растяжения; 5 – шкала; 6 – противовес Полученные результаты характеризуют способность льноволокна противостоять статическим нагрузкам. Для получения динамических нагрузок необходимо выполнить опыты на машине МР-0,5-1 (рисунок 2.29) с устройством для растяжения образцов, с последующим расчетом. Машина имеет следующие характеристики по шкале динамометра: диапазон значений предельных нагрузок – 0…100 кгс, цена деления – 0,2 кгс, погрешность измерений нагрузки – не более 1%. Машина оснащена двумя приводами механизма нагружения: электромеханическим и ручным. С целью точной фиксации получаемых нагрузок в работе в начальный момент использовался электромеханический привод, далее нагружение производилось ручным приводом до момента разрыва. При этом машина позволяет записывать диаграмму нагружения на бумажную ленту. 70 2 1 3 5 4 Рисунок 2.29 – Разрывная машина МР-0,5-1: 1 – захваты для растяжения образцов; 2 – динамометр; 3 – диаграммный аппарат; 4 – пускатель электромеханического привода перемещения захватов; 5 – ручной привод перемещения захватов На рисунке 2.30 представлены результаты проведенных опытов на машине МР-0,5-1 в виде графика зависимости растяжение образца  , мм от приложенной нагрузки Р, Н к образцу. Масштаб растяжения m  0,2 мм ; мм Масштаб нагрузки mР  7 Н . мм Площадь получившихся зависимостей находили графически с помощью САПР «КОМПАС-3D V12». Проведя расчет, получили следующие данные: для разрушения опытного образца необходимо затратить энергии 2,568 Дж, для контрольного – 1,350 Дж. Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что для разрушения опытного образца волокна необходимо затратить энергии на 52,6 % больше, чем 71 1 2 Рисунок 2.30 – График разрывного усилия: 1 – опытный образец; 2 – контрольный образец для контрольного. Данные результаты характеризуют необходимое количество энергии на разрушение образца льноволокна, как при статических нагрузках, так и при динамических. 2.7 Выводы по главе В результате исследований была проработки разработана методики и технология планирования процесса лабораторных дражирования с использованием биоорганических удобрений и электрофизического воздействия в период предпосевной обработки семян льна. Исходя из которой было выявлено следующее: - семена смачиваются наилучшим образом в емкости с большим количеством био-водного раствора влажность которых достигает до 30%, с минимальным повреждением обрабатываемого материала; 72 - процесс дражирования в установке барабанного типа проходит эффективнее, так как полученное количество единичных гранул стремиться к 100 % и при данном способе процент семян без оболочки наименьший; - для электрофизического воздействия выбрана установка с комбинированным СВЧ и УЗИ энергоподводом; - проведенные исследования по влиянию на всхожесть семян комбинированного СВЧ и УЗИ подвода показали, что оптимальное время обработки УЗИ составляет 29...30 минут, обработка в СВЧ-поле – 14…15 секунд. Всхожесть обработанных семян достигает 99%, энергия прорастания достигает 80%; - для обеспечения прочности и правильности формы оболочки драже, требуется соотношение массы семян и биогумуса 1:1 ±5%, так как при меньших отношениях массы биогумуса к массе семян прочность оболочки не удовлетворяет показателям качества, к оболочке гранулы; - для получения однородной и плотной оболочки гранулы необходимо вносить постадийно мелкодисперсную дражирующую смесь с одновременным регулированием влажности семенного материала. Снижение влажности (с 30% до 10%) происходит в результате поглощения свободной влаги с поверхности семян сухим биогумусом; - анализировались полученные гранулы семян, с удовлетворительной прочностью, на разрушение оболочки во влажной среде. Оптимальное время разрушения гранулы в жидкости не должно превышать 1…2 минуты. Полученные гранулы разрушились в течение 1,5 ±0,5 минут. - полевая всхожесть опытного образца увеличилась на 9 % по сравнению с контрольным образцом, так же увеличивается выживаемость растений льнадолгунца на 9 %. Увеличивается густота стояния растений перед уборкой, после обработки семян, отмечено увеличение с 1433 до 1776 шт./м 2. Густота стеблестоя льна-долгунца перед уборкой увеличила урожайность соломы 5360 кг/га; - обработанные семена дали увеличение общей высоты стебля с 77 см до 107 см, технической длины – с 58 до 86 см; - прочность льноволокна увеличилась на 52,6 % . 73 3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИООРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В процессе УЗИ обработки происходит повышение гидратационной активности воды за счет изменения ее энергетического состояния путем разрушения ассоциативной структуры разрывом водородных связей, заканчивающегося увеличением содержания мономолекулярной фазы (Н2О). Изменения в воде происходят в результате поглощения УЗ-энергии. Вода может сохранять свое метастабильное состояние повышенной энергии на протяжении некоторого времени вполне достаточного для ее технологического использования. При смачивании семян используется движение семенного материала в объеме активизированной ультразвуком био-водной среде [90]. В процессе обработки семян электромагнитными волнами в СВЧ-диапазоне происходит взаимодействие внешнего поля с собственными ЭМП семян, что приводит к улучшению посевных свойств [63, 137]. В свою очередь в процессе обработки семян в поле СВЧ-энергии образуются температурные поля с объемным тепловыделением, когда внутренние источники теплоты равномерно распределены по всему объему [20]. Обработка семян СВЧ-полем производится в межвитковом пространстве шнека движущимся с низкой скоростью, для предотвращения появления стоячих волн и передвижения продукта к барабану дражиратора. 3.1 Обработка семян под действием УЗИ энергии Рассмотрим уравнение энергии для двух сред, движущихся с различными скоростями, и с внутренним источником тепла [20]: 74   c  1  П  где 2 - d d  1c1 П d1    1  П 2   , d (3.1) оператор Лапласа; ρ, ρ1 – плотности соответственно, слоя семян и раствора, кг/м3; Π- порозность слоя; Τ, Τ1- температура семян и воды, ºК; τ- время, с; λ - теплопроводность семян, Вт/(м·ºК); Nv- плотность мощности внутренних источников колебаний, Вт/м3; Если поделить уравнение на 1  П  , то оно упростится:  c  d1 П d2  1 c1   2   d 1  П d 1 П , (3.2) Для полных производных имеем:  d    Vgrad , d  (3.3)  d1 1   V1 grad1 ,. d  (3.4)   где V , V1 - вектор скорости движения семян и влаги. Для пористого материала квазистационарном случае  0  в растворе [81] 1  2   .Тогда в и для одномерной задачи со средами, движущимися с противотоком, уравнение (3.2) примет вид: П      c    1 c11   d   1  П  d ,   2  dx  1  П  dx 2 где υ, υ1 - скорость движения семян и влаги, м/с. (3.5) 75 Теплоемкость для слоя материала, и погруженного слоя в раствор: где 2-   0 1  П 0  , (3.6) 1  0 1     2 П0 2 , (3.7) объемная степень влаги в материале (на рассматриваемом участке, также принимаем средней), 0 - теплопроводность семян, Дж/(кг˚К);  2 -теплопроводность воды. Плотность внутренних источников тепла связана с местом подвода УЗИ к материалу (рисунок 3.1). Плотность мощности определяем выражением:    У е 2 ( 0   ) 0 0 , 0  y  y0 , (3.8) где σ – декремент затухания системы; ω0 – круговая частота собственных колебаний системы; NУ – удельная мощность УЗ – энергии, подводимой к материалу т.е. NУ  N УЗИ , F0 (3.9) где F0 – площадь поперечного сечения камеры; NУЗИ – мощность УЗИ. NУЗИ  IFИ , где I – сила звука; FИ – площадь излучающей поверхности. (3.10) 76 Силу звука или интенсивность можно определить по формуле I 1c1 2  2 2  2 1 2 f 2  2 , (3.11) где ρ1 – плотность среды распространения УЗ – энергии; ς - скорость распространения звука в этой среде; ω – круговая частота колебаний; ξ– амплитуда колебаний источника; f – частота колебаний источника. Рисунок 3.1 – Слой семенного материала при обработке УЗИ-энергией В соответствии с (3.8) уравнение энергии на участке УЗИ-обработки: cG   2     c    1 1  2 0  0 0 NУ e 1  П  d d     е  0 0  dx   1  П  dx 2 2 , 0  y  y0 , (3.12) 77 Скорость продвижения семян определяется формулой:   , 0 1  0   В0 1   F0 (3.13) где Θ – расход материала, кг/с; ρ0 – плотность семян, кг/м3; ρв – плотность воды, кг/м3; П – порозность «сухого» семени льна. Удельный расход воды. В первом приближении G1 находим: G1  11 П , (3.14) Общее решение уравнения (3.12) имеет вид:   С1е где 2   y 2 0  0 0 2  У е  С2   е  0 0  1  П 1  2  , 0  y  y0 , (3.15) С1, С2– постоянные интегрирования,    c  . 2 Уравнение (3.15) должно удовлетворять граничным условиям: при х=0 1  0 ; при x  y 0 T1= Т2 = Твых. Подставив граничные условия в выражение (3.15) получим: (3.16) 78 1  С1е 2  0  С 2  У ,  1  П 1  2 (3.17) 2 ( y 0  0 ) 2  С1 е 2   y0  С 2   У е  0 0 .  1  П 1  2  (3.18) Для получения постоянных интегрирования С1, С2 уравнения (3.17) и (3.18) сложим и вычтем между собой. Из уравнения (3.18) вычитаем (3.17), получим: 2  1  C1 (е  2   y0 У  е 2  0 )  (е  1  П 1  2 2 ( y 0  0 )  0 0  1) . (3.19) Складывая (3.18) и (3.17) уравнение, имеем: 2  1  C1 (е 2   y0 е 2  0 У )  2C 2  (е  1  П 1  2 2 ( y 0  0 )  0 0  1) . (3.20) Откуда выразим С1, С2 У 2  1  (е  1  П 1  2  C1  (е 2   y0  е 2  0 ) 2 ( y 0  0 )  0 0  1) У 1 C 2   2  1  C1 (е 2   y0  е 2  0 )  (е  2  1  П 1  2  , 2 ( y 0  0 )  0 0 (3.21)   1)  .   (3.22) Полученные аналитические зависимости обработки семенного материала УЗИ позволяют найти параметры ультразвукового генератора (сила звука, площадь излучающей поверхности и частоту колебаний источника). 79 3.2 Обработка семян под действием СВЧ-энергии Рассмотрим уравнение энергии для двух сред, движущихся с различными скоростями, и с внутренним источником тепла [20]:   c1  П  где 2 - d   1  П  2     , d (3.23) оператор Лапласа. Если поделить уравнение на 1  П  , то оно упростится  c  d   2    , d 1 П (3.24) где  - плотность мощности внутренних источников; П - порозность слоя. Для полных производных имеем: d     Vgrad . d  Тогда в квазистационарном случае  0  (3.25) и для одномерной задачи со средами, движущимися с противотоком, уравнение (3.22) примет вид:  d 2    c    d    .  dx  1  П  dx 2 Теплопроводность семян находим по формуле: (3.26) 80   0 1  П 0  , (3.27) где 0 - теплопроводность каркаса семян. Плотность внутренних источников тепла связана с местом подвода СВЧ-энергии к материалу (рисунок 3.2). Плотность мощности определяем выражением:    Д е x  x0  , x0  x  H1 , (3.28) где  - глубина проникновения СВЧ-энергии в материал; NД - удельная мощность СВЧ-энергии, подводимая к материалу, т.е. Д   СВЧ , 2F0 где F0 – площадь поперечного сечения камеры; NСВЧ – мощность СВЧ. Рисунок 3.2 – Слой семенного материала при обработке СВЧ-энергией (3.29) 81 В соответствии с (3.28) уравнение энергии на участке СВЧ-обработки: x  x0 Д d 2    c   d   e  ,  dx  1  П  dx 2 x 0  x  1 . (3.30) Скорость продвижения семян определяется формулой:    1   0 1   F0 , (3.31) где Θ – расход материала, кг/с. Общее решение уравнения (3.30) имеет вид:   C 3 е 2  x  C 4  Де x  х0   1  П 1  2 , x 0  x  1 , (3.32) где С3, С4 – постоянные интегрирования,    c  2 . Уравнение (3.32) должно удовлетворять граничным условиям: при х=х0 1  0 ; при x  1 T1= Т2 = Твых. Подставив граничные условия в выражение (3.32) получим: (3.33) 82 1  C 3 е 2  х0  C 4  2  C 3 е 2  H1  C 4  Д  1  П 1  2 Де , (3.34) . (3.35) H 1  х0   1  П 1  2  Для получения постоянных интегрирования С3, С4 уравнения (3.35) и (3.34) сложим и вычтем между собой. Из уравнения (3.35) вычитаем (3.14), получим: 2  1  C 3 (е 2  H1  е 2  х0 )  Д  1  П 1  2  H 1  х0       1) . (е  (3.36) Складывая (3.35) и (3.34)уравнение, имеем: 2  1  C 3 (е  2  H1 е  2   х0 )  2C 4  Д  1  П 1  2 (е  H 1  х0        1) . (3.37) Откуда выразим С3, С4: 2  1  C3  Д  1  П 1  2  (е  H 1  х0        1) (е  2   H 1  е  2   х 0 )   Д 1 C 4   2  1  C1 (е 2  H1  е 2  х0 )  (е  2  1  П 1  2  , H 1  х0     (3.38)   1)  .   (3.39) На рисунке 3.3 представлено графическое решение уравнения (3.32), что показывает изменение температуры в зоне от Х0 до H1 (межвитковом пространстве). 83 Н1 Рисунок 3.3 – Изменение температуры в зоне h В результате подвода СВЧ-энергии происходит повышение температуры семенного материала за счет внутренних источников тепла. Подвод энергии ограничен координатой Н1, так как дальнейший обработка приведет к перегреву семян, что вызовет гибель зародыша. Полученные аналитические зависимости обработки семян СВЧ позволяют найти параметры магнетрона. 3.3 Исследование процесса дражирования семян Осаждение частиц дражирующей смеси на поверхности семян можно объяснить теорией адгезионной связи, так как в процессе дражирования происходит склеивание частиц смеси с поверхностью семян, имеющих разные физические и химические происхождения [128]. Адгезия – (лат. adhaesio – прилипание, сцепление, притяжение) – поверхностное явление, которое заключается в возникновении механической 84 прочности при контакте поверхностей двух разных тел (конденсированных фаз). Причиной адгезии является молекулярное притяжение контактирующих фаз или их химическое взаимодействие. Основными компонентами адгезионного соединения являются, субстрат – твердое тело и адгезив – клеящий агент [7]. Смоченные семена льна-долгунца посыпаются мелкодисперсным биогумусом. Схема дражированного семени льна-долгунца приведена на рисунке 3.4 Рисунок 3.4 – Схема дражированного семени льна-долгунца: 1 – семя льнадолгунца; 2 – поверхность семени; 3 – полимерная оболочка; 4 – дражирующая смесь Сохруков A.M., используя теоретические разработки Листопада Г.Е., Турбина Б.Г. в свой работе [122, 141], за критерий дисперсности применяет средний диаметр капли dк, который может быть вычислен по известному диаметру следа капли dсл и углу между касательной к сфере капли в точке её сечения обрабатываемой поверхностью и самой поверхностью. В случае дражирующей смеси за средний диаметр капли dк можно принять средний диаметр частицы биогумуса. 85 d сл dk  3 4 sin 3  2  cos 3   3 cos k . (3.40) Степень покрытия каплями (частицами биогумуса) обрабатываемой поверхности, которая выражается в процентах, можно определить по формуле: M    100 25 2 2 2  d k1  nk1  d k 2  nk 2  ...  d ki  nki  4 f0 f0 d 2 ki  nki , (3.41) где d k1 , d k 2 ...  d ki - диаметр следов капель, мкм; nk1 , nk 2 ...nki - количество капель каждого размера, шт; f 0 - исследуемая площадь, мкм2. Определено, что при мелкокапельном опрыскивании хорошая эффективность достигается при меньших степенях площади покрытия, чем при крупнокапельном. Для характеристики этого явления Губарев и Штеренталь вводят коэффициент эффективного действия капли кэф, который равен отношению общей площади эффективного действия к площади, образованной следом капли. Площадь, образованную следом капли найдем по формуле: S  0,78d сл . 2 (3.42) Тогда площадь эффективного действия равна: S эф  0,78d сл  2s  , 3 где s – зона эффективного действия (рисунок 3.5). (3.43) 86 Для того чтобы семя льна-долгунца встретилось со смоченной частицей биогумуса, ему достаточно попасть в размер dэф. Рисунок 3.5 – Схема к определению площади следа капли и эффективного действия частицы биогумуса Коэффициент эффективного действия капли найдем по формуле: к эф  S эф S 3  d сл  2s   d сл 2 . (3.44) Из выражения (3.44) следует, что с уменьшением размеров капли (частиц биогумуса) коэффициент эффективного её действия увеличивается. 3.3.1 Кинетика осаждения частиц дражирата на поверхности семян В процессе дражирования в барабанных устройствах применяются два метода гранулирования: окатывание и диспергирование жидкости на поверхность частиц 87 во взвешенном состоянии [136]. Рассмотрим диспергирование жидкости на поверхность семян и осаждение дражирата в едином технологическом процессе. Пусть, в первом приближении, поверхность семян представляет собой эллипсоид [60] со средним радиусом длиной полуоси а и коротким в (рисунок 3.6) [126]. Рисунок 3.6 – Схема приведения поверхности семян к эллипсоиду Площадь эллипсоида определяется по формуле: S элл  1  e2  1  e2   2а 1   ln   1 e  e   2    ,  (3.45) где в2 e  1 2 . а (3.46) При равномерном процессе осаждения частиц на поверхность семян ее можно привести к сферической поверхности с радиусом R0 (рисунок 3.7). 88 Рисунок 3.7 – Схема приведения поверхности семян к сфере Площадь приведенной сферы: Sсф  4R0 . (3.47) S сф  S элл , (3.48) 2 Примем тогда радиус R0 будет равен: а R0  2  1  e2  1  e2 1   ln   1 e  e      .  (3.49) Если предположить, что весь поток частиц вещества осаждается на поверхность приведенной сферы (рисунок 3.8), пренебрегая гидравлическим сопротивлением, то этот процесс описывается по следующему выражению: dm d ( Dc)  4 2  d d , (3.50) 89 где m-масса осаждаемых на сферическую поверхность частиц дражирата, кг;  - кг м2 время, с; D- коэффициент адгезии, ; с – концентрация частиц м3 , ρ – с текущий радиус сферической поверхности, м. Здесь произведение Dc представляет собой удельный поток вещества, приходящийся на единицу длины в направлении радиального перемещения. Рисунок 3.8 – Схема осаждения частиц на поверхность приведенной сферы Проинтегрируем выражение (3.50), при Dc   где c1 - произвольная постоянная. dm  f   . d dm 1 1    c1 , d 4  (3.51) 90 Пусть при    ; Dс  Dс ; где с - концентрация частиц в квазижидком кг слое биогумуса, 3 . Откуда Dс1  Dс , подставим Dс в выражение (3.51). м Dc   dm 1 1    Dс , d 4  (3.52) при   R0 ; Dс  Dс0 ; где с0 - концентрация частиц вещества на поверхности, кг м 3 . Тогда получим следующее выражение: Dc0   dm 1 1    Dс , d 4  (3.53) dm 1 1   d 4 R0 . (3.54) или Dc0  Dс  Примем Dc0  k 0 ; Dс  k  , то из выражения (2.54) получаем: m  4R0 k0  k   c2 . (3.55) Пусть в начальный момент времени при   0 ; m  0 , тогда c2  0 . Таким образом выражение (3.55) примет вид: m  4R0 k0  k  . (3.56) 91 Объем осажденных частиц на поверхности семян определяется по следующему выражению:   4 3 V    3  R0 , 3 (3.57) а масса   4 3 m    3  R0 , 3 (3.58) кг где γ- плотность осажденных частиц, 3 . м Приравняв выражения (3.56) и (3.58), получаем:  3  R0 3  3R0  k0  k  , (3.59) из которого текущий радиус слоя частиц суспензии:  3 3R0  k0  k   R0 3 . (3.60) Толщина слоя     R0 определяется:  3 3R0  k0  k   R0 3  R0 . (3.61) 92 3R0 k0  k  через K1 – торировочной коэффициент, Обозначим выражение  получим следующий вид выражений (3.60), (3.61):   3 K1   R0 3 , (3.62)   3 K1   R0 3  R0 . (3.63) На рисунке 3.9 приведена зависимость толщины слоя осажденных частиц от времени. Рисунок 3.9 – Зависимость толщины слоя от времени Представленный график кинетики процесса осаждения частиц дражирующей смеси (биогумуса) на поверхность семян льна свидетельствуют о том, что процесс осаждения частиц происходит в первую минуту дражирования. При дальнейшем дражировании процесс осаждения частиц прекращается, идет процесс уплотнения поверхности гранулы. 93 3.3.2 Расчет скорости вращения дражиратора Рассмотрим анализ сил [28, 61] действующих на частицу, находящуюся в рабочем барабане дражиратора (рисунок.3.10). Рисунок 3.10 – Схема сил, действующих на частицу находящуюся в рабочем барабане: 1 – поперечный вид барабана; 2 – продольный вид межвиткового расстояния барабана Силы уравновешивают друг друга до момента отрыва частицы массой m: G' '2  F ' 'тр ; R1  G1 ; (3.64) R2  G'2  Fц  Fтр cos   0 , (3.65) где G'2 , G' '2 – проекции составляющей G2 силы тяжести; F ' 'тр , F 'тр – проекции составляющей Fтр силы трения; R1 , R2 – реакции винтовой плоскости и рабочего барабана соответственно;  – угол, характеризующий положение точки отрыва частицы от поверхности рабочего барабана; G1 – составляющая силы тяжести. Fц – центробежная сила; 94 В момент отрыва частицы от поверхности рабочего барабана сила R2 становиться равной нулю, а проекция силы тяжести частицы G'2 уравновешивается суммой центробежной силы и проекции силы трения на направление радиуса рабочего барабана: G'2  Fц  Fтр cos  , (3.66) или 2mv02 mg cos  cos    mgf тр sin  cos  , D (3.67) где v02 – окружная скорость рабочего барабана в точке А; f тр – коэффициент трения обрабатываемого материала о поверхность рабочего барабан; D – диаметр рабочего барабана;  – угол наклона винтовой плоскости, равный:  D    arctg   ,  S  (3.68) где S – шаг винтовой линии (плоскости). Преобразуя уравнение (3.67), получим следующий вид: D   cos  cos  1  f тр  v s    , Dg 2 2 0 (3.69) Из выражения (3.69) определим скорость вращения барабана: v0  D   Dg cos  cos  1  f тр  s   . 2 (3.70) 95 Из уравнения (3.70) можно установить скорость вращения барабана при оптимальном диаметре рабочего барабана. 3.4 Выводы по главе В результате исследований дано математическое описание для квазистационарного случая электрофизической предпосевной обработки семян; получены аналитические решения задачи, позволяющие определить изменение температурного поля в обрабатываемом материале от различных технологических параметров. Полученные аналитические зависимости обработки семенного материала УЗИ позволяют найти параметры ультразвукового излучения (время обработки УЗИ – 29…30 мину; удельная мощность УЗИ – 6…8 Вт/кг; частота излучения УЗИ – 110 ±0,05кГц). Полученные аналитические зависимости обработки семян СВЧ, позволяют найти параметры магнетрона (время обработки СВЧ – 14…15 секунд; удельная мощность СВЧ-излучения – 40…45 Вт/кг; частота СВЧ-излучения – 2450 ±0,05МГц; температура семенного материала – 20…40 оС). Полученные данные параметры электрофизической обработки позволяют рассчитать параметры работы шнека (частота вращения шнека – 4…4,5 об/мин; скорость продвижения семян по шнеку– 0,4 ±0,1 м/мин; шаг винта шнека 0,1 м). Расход био-водного раствора – 60 л/т. Дано математическое описание процесса дражирования семян. Получены аналитические решения задачи кинетики процесса осаждения частиц дражирующей смеси (биогумуса) на поверхность семян льна, позволяющие определить технологические параметры (размеры частиц биогумуса - 50…100 мкм; время дражирования – 3…4 мин; частота вращения барабана – 28…30 об/мин). 96 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛЬНА НА УСТАНОВКЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ По результатам теоретических и практических исследований была составлена технология дражирования семян льна-долгунца. Технологическая схема процесса представлена на рисунке 4.1. Рисунок 4.1 – Технологическая схема процесса дражирования 97 Технология дражирования семян льна с использованием биоорганических удобрений и электрофизического воздействия включает в себя следующие технологические операции: - подготовка компонентов (семян, био-водного раствора и биогумуса); - смачивание семян в большом количестве жидкости. Расход жидкости 60 л/т; - ультразвуковая обработка, с удельной мощностью излучения 6…8 Вт/кг, частотой излучения 110 кГц и экспозицией 30 минут; - перемещение семян по шнеку. Скорость движения семян 0,4 м/с при межвитковом расстоянии (шаг) 0,1 м и частотой его вращения 4…4,5 об/мин; - обработка в СВЧ-поле, с удельной мощностью излучения 40…45 Вт/кг, частота 2450 МГц и временем обработки 15 секунд. С изменением температуры с 20…40 оС; - внесение дражирующей смеси в соотношении 1:1 (семена : биогумус); - дражирование, с частотой вращения барабана 28…30 об/мин и временем обработки 3…4 мин; Режимы обработки в УЗИ и СВЧ-поле, параметры процесса дражирования и количество внесения дражирующей смеси выбраны исходя из экспериментальных данных (глава 2) и опираясь на математическую модель (глава 3). Из рекомендаций по применению биоорганических удобрений выбрана пропорция био-водного раствора (Приложение А). 4.1 Описание и работа установки для предпосевной обработки семян льна По результатам теоретических и практических исследований была разработана экспериментальная установка (рисунок 4.2) для предпосевной обработки семян льна с использованием процесса дражирования электрофизического воздействия (УДЭ-01) производительностью 1 кг/ч. и 98 Рисунок 4.2 – Принципиальная схема установки для предпосевной обработки семян льна с использованием дражирования и электрофизического воздействия УДЭ-01: 1 – электродвигатель шнека; 2 – емкость для обработки УЗИ; 3 – станина; 4 – корпус шнека; 5 – СВЧ-магнетрон; 6 – сервопривод; 7 – станина; 8 – емкость для сухого мелкодисперсного биогумуса; 9 – станина барабана; 10 – направляющие; 11 – электродвигатель барабана; 12 – барабан; 13 – выгрузное устройство; 14 – трубопровод для подачи биогумуса; 15 – неподвижная стенка барабана; 16 – устройство для дозирования биогумуса; 17 – шнек; 18 – УЗИ-генератор Установка включает в себя емкость для смачивания и ультразвуковой обработки семян; шнек, где происходит обработка в СВЧ поле; дражиратор барабанного типа и автоматизированный блок управления на базе микроконтроллера ATMEGA8. Для защиты работников от сверхвысокочастотного излучения СВЧ магнетрон (5) ограждается защитным кожухом. Защита от СВЧ излучения с торцов шнека подразумевает с одного торца полное поглощение био-водным раствором с другого гашение излучения в воздухе. Задняя крышка герметична и 99 неподвижна относительно барабана за счет скользящего металлического контакта. Корпус шнека выполнен из металла отражающего СВЧ-излучение. Шнек изготовлен из диэлектрика и имеет внутри армированную сеточную структуру для отражения волн. Работа установки УДЭ-01 заключается в следующем. Подготовленный семенной материал через дозирующее устройство насыпается в емкость с жидкостью для УЗИ обработки (2), где он смачивается и обрабатывается ультразвуковым излучением (18). По окончании процесса семена начинают перемещаться к следующему технологическому циклу при помощи шнека. В момент прохождения семян в зоне действия СВЧ-поля включается магнетрон (5) и начинается обработка семенного материала в непрерывном потоке. По достижению семенами барабана включается электродвигатель (11) и начинается процесс дражирования. Параллельно с этим включается сервопривод (6), который приводит в движение устройство для порционирования сухого мелкодисперсного биогумуса (16). По окончании процесса дражирования гранулы семян выгружаются через выгрузное устройство (13) 4.2 Система автоматизации и регулирования установками типа УДЭ-01 Система управления технологическим процессом (далее СУТП) была разработана c использованием отладочной платы Arduino Uno на базе микроконтроллера ATMEGA8. Данная отладочная платформа имеет 14 цифровых (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ) и 6 аналоговых входа. Электрическая схема управления представлена на рисунке 4.3. 100 Рисунок 4.3 – Электрическая схема управления технологическим процессом на установке УДЭ-01 101 СУТП установки УДЭ-01 состоит из: - отладочной платы Arduino Uno на базе микроконтроллера ATMEGA8 (U1); - четырех реле одноконтактых (RL3, RL4, RL6. RL5) и одного реле двухконтактого (RL7) с нагрузочной способностью: 5 А при 250 В при переменном токе и 5 А при 30 В постоянном токе; - светодиодной индикации (D8, D13, D9, D10, D11, D12) в количестве 6 штук; - электролитического конденсатора на 1000F (C3); - резисторов (R1, R7, R3, R4, R5, R6) с сопротивлением 470 Ом, мощностью 0,25 Вт в количестве 6 штук; - резисторов (R2, R8, R3, R9, R10, R11) с сопротивлением 220 Ом, мощностью 0,25 Вт в количестве 5 штук; - биполярных NPN транзисторов (Q1, Q2, Q5, Q6, Q7) серии КТ 815 в количестве 5 штук; - диодов (D2, D3 D5, D6, D7) серии 1N400x в количестве 5 штук; - датчиков уровня (уровень 1) жидкости в емкости для био-водного раствора и емкости для сухого мелкодисперсного биогумуса (уровень 2); - датчика температуры в зоне обработки СВЧ-поля (термопара); - СВЧ, УЗИ, двигателей барабана и шнека, сервопривода и дозатора. Управляющее питание микроконтроллера, реле и сервопривода 5В постоянного тока. Питание электродвигателей, УЗИ, СВЧ и дозатора 220В переменного тока. Сервопривод запитывается от постоянного тока напряжением 24В. Выходное напряжение датчиков уровня 5В с током не более 500мА. Приведенная электрическая схема управления технологическим процессом на установке УДЭ-01 выполнена с использованием автоматизированного программного комплекса «Proteus». Для реализации системы автоматизации технологического процесса была написана программа для микроконтроллера в среде программирования Arduino на языке «С». Программный код приведен в Приложении Г 102 На основании электрической схемы и написанной программы был разработан макет светодиодной индикации представленный на рисунке 4.4. Рисунок 4.4 – Макет СУТП установки УДЭ-01 Работа системы автоматизации. Семена загружаются в емкость с биоводным раствором через дозатор. По окончании дозировки включается УЗИ генератор. По истечению 29…30 минут обработки включается двигатель шнека. Продукт перемещается вдоль шнека. По достижению семенного материала зоны СВЧ-обработки включается СВЧ-магнетрон. После того как семена попадут в барабан включается электродвигатель барабана и сервопривод. По окончании всех технологических операций по обработке семян цикл повторяется. Разработанная поддерживать система заданные автоматизации технологические позволит контролировать параметры на и основании математических моделей процесса электрофизической обработки и процесса дражирования приведенных в 3 главе. 4.3 Результаты экспериментальных исследований технологических параметров предпосевной обработки семян льна Экспериментальные исследования предпосевной обработки семян льнадолгунца сорта «Восход» проводились на установке УДЭ-01. 103 По итогам испытаний технологии предпосевной обработки была произведена партия дражированных семян. Обработку семян и подготовку компонентов для проведения процесса дражирования и электрофизического воздействия проводили согласно разработанной технологии. Определение качественных характеристик гранулы проводились по показателям качества дражирования (глава 2) и в соответствии с математической моделью осаждения частиц дражирующей смеси (глава 3). Для оценки качества электрофизической обработки определена лабораторная всхожесть и энергия прорастания гранул семян. Изменение температуры слоя гранул в зоне действия СВЧполя проводилась в соответствии с математической моделью (глава 3). В результате проведенных экспериментальных исследований по изменению температуры в зоне действия СВЧ-излучения получено, что температура слоя семян не превышала критической 60 оС и находилась в пределах 20…40 оС. График зависимости температуры слоя семян от зоны обработки СВЧ-представлен на рисунке 4.5. Рисунок 4.5 График зависимости температуры слоя семян от зоны обработки СВЧ (межвитковое пространство) Из графика видно, что опытная кривая изменяется по экспоненциальной зависимости от координат межвиткового пространства. Теоретическая кривая не выходит за рамки доверительного интервала ±5%. Таким образом, теоретические 104 данные совпадают с опытными, что подтверждает адекватность математической модели и правильность выбранных оптимальных параметров при лабораторных испытаниях. На рисунке 4.6 изображен график зависимости всхожести семян от удельной мощности СВЧ-излучения при обработке семенного материала. Рисунок 4.6 – График зависимости всхожести обработанных семян от удельной мощности установки (СВЧ) График показывает, что проведенные теоретические исследования совпадают с экспериментальными исследованиями в пределах доверительного интервала ± 5%. Это подтверждает адекватность математической модели. На рисунке 4.7 изображен график зависимости толщины слоя дражирующей смеси от продолжительности процесса дражирования. Рисунок 4.7 – График зависимости толщины слоя дражирующей смеси от продолжительности процесса дражирования 105 Из графика видно, что опытная кривая изменяется по полиномиальной зависимости от продолжительности процесса дражирования, теоретическая кривая не выходит за рамки доверительного интервала ±5%. Таким образом, теоретические данные совпадают с опытными, что подтверждает адекватность математической модели и правильность выбранных оптимальных параметров при экспериментальных испытаниях. Полученные экспериментальные гранулы семян проверялись на всхожесть и энергию прорастания (рисунок 4.9), а так же на разрушение оболочки гранулы (рисунок 4.8). Рисунок 4.8 – Разрушение оболочки гранулы Оптимальное время разрушения гранулы экспериментального образца составило 1,7 ±0,5 минут, что соответствует качественным требованиям приведенным во 2 главе. Рисунок 4.9 – Диаграммы всхожести и энергии прорастания гранул семян льна 106 По результатам всхожести и энергии прорастания, экспериментальных образцов гранул семян льна, получены данные, которые не выходят за рамки доверительного интервала ±5%, что свидетельствует о правильности выбранных технологических параметров предпосевной обработки семян льна с достоверностью 95%. 4.4 Выводы по главе Для проработки дражирования семян электрофизической льна разработана технологии с использованием экспериментальная установка. Конструкция установки разработана с учетом разработанной технологии предпосевной обработки семян. Для экспериментальной установки разработан алгоритм работы и система автоматизации технологического процесса на базе микроконтроллера ATMEGA8, позволяющая контролировать и поддерживать заданные технологические параметры на основании математических моделей процесса электрофизической обработки и процесса дражирования. Разработана установка для проведения предпосевной обработки семян льна УДЭ – 01 со следующими характеристиками: - производительность – 1 кг/ч; - номинальная мощность электродвигателей для шнека – 0,2 кВт; - номинальная мощность электродвигателя для барабана – 0,25 кВт; - мощность генератора УЗИ – 50 Вт; - мощность магнетрона СВЧ – 500 Вт; - частота электромагнитного поля СВЧ – 2450±0,05 МГц; - частота ультразвуковых колебаний – 110±0,05 кГц; - количество магнетронов – 1; - количество ультразвуковых излучателей – 1. 107 На данной установке реализован процесс со следующими технологическими параметрами: - масса обрабатываемых семян 1 кг; - экспозиция обработки семян УЗИ – 29…30 мин.; - экспозиция обработки семян СВЧ – 14…15 сек.; - температура семян – 20…40 оС; - экспозиция дражирования – 3…4 мин. Проведены экспериментальные исследования установки УДЭ-01, в результате чего была получена обработанная партия семян льна. Зависимость температуры от зоны обработки СВЧ-излучением показали совпадение теоретических данных с опытными, что подтверждает правильность математической модели и правильность выбранных оптимальных параметров при лабораторных испытаниях с достоверностью 95%. По результатам опытов определения всхожести семян от удельной мощности показали, что теоретические исследования с экспериментальными находятся в пределах доверительного интервала ± 5%, подтверждая адекватность математической модели. Зависимость толщины слоя дражирующей смеси от продолжительности процесса дражирования показали совпадение опытных данных с теорией, что подтверждает адекватность математической модели с достоверностью 95%. Полученные экспериментальные гранулы семян льна отвечают качественным требованиям дражированных семян и имеют всхожесть близкую к 100 %. 108 5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛЬНА-ДОЛГУНЦА СОРТА ВОСХОД Оборудование для предпосевной обработки семян с применением УЗ и СВЧ обработки и использованием процесса дражирования на данный момент времени промышленностью не выпускаются как комплексные изделия, поэтому оно должно сравниваться по особенностям и характеристикам технологического процесса в целом. Проведение сравнительного анализа осуществлялось по расчету полученной товарной продукции. Традиционная технология возделывания и уборки льна принята в качестве базового варианта. Для проведения сравнительного анализа примем следующие условия: — обработка семенного материала идет в одну смену; — посевная площадь 800 га; — подготовка образцов на анализы осуществляется непрерывно; — расчет издержек производится по основным статьям затрат, которые приняты в сельскохозяйственном производстве. Технические характеристики установки УДЭ-02 приведены в таблице 5.1. 5.1 Расчет затрат на внедрение установки УДЭ-02 Капитальные затраты на внедрение установки определяют по формуле: К=Ц+Д+М, (5.1) где Ц – цена новой техники, руб.; Д – расходы на доставку, руб.; М – монтаж, руб. 109 Кроме того, в них включают и возможные затраты на приобретение инструмента, оснастки, приспособлений, вспомогательного оборудования и прочего материала, а также стоимость производственной площади, занимаемой техникой с учетом площади на проходы и обслуживание (учитывается в том случае, если арендуются производственные площади у сторонних организаций). Расходы на доставку и монтаж составляют 5% и 10% соответственно к цене техники. Так как производственные площади не арендуются, их стоимость не учитывается. Таблица 5.1 – Техническая характеристика установок УДЭ-02 Наименование Удельный расход энергии при обработке ультразвуком, Вт·час/кг Удельный расход энергии при обработке СВЧ, Вт·час/кг Расход био-водного раствора, л/кг Расход сухого биогумуса, кг/кг Мощность электродвигателя дражиратора, кВт Мощность электродвигателя шнека, кВт Показатель 6,9 44,6 0,06 1 0,5 0,75 Стоимость установки УДЭ-02 составляет 635000 рублей. Расходы на монтаж и доставку составят 63500 и 31750 рублей соответственно. Получаем, что капитальные затраты составляют: К=635000+63500+31750=730250 р. (5.2) 5.2 Расчет стоимости обработки семян на установке УДЭ-02 Количество посевного материала на 800 га: Ос  Н  S  90  800  72000кг  720ц , где Н - норма высева, кг/га; S - посевная площадь, га. (5.3) 110 Расчет производительности в смену: Всм=М·Тсм=250·8=2000 кг, (5.3) где М - производительность установки, кг/ ч; Тсм – продолжительность смены, ч. Количество рабочих дней, отведенных на предпосевную обработку по предлагаемой технологии: т Ос 72000   36дн . СМ 2000 (5.4) Таблица 5.2 – Данные, характеризующие систему установок УДЭ -02 № Показатели установки 1 Производительность, кг/час 2 Количество обслуживающего персонала, чел. 3 Стоимость установки, руб. УДЭ-02 250 1 635000 Затраты на сырье определяются на основании норм расхода сырья: Эс=Нс·Цс=90·60=5400 руб./га , (5.5) где Нс - норма расхода семян, кг/га; Цс – цена на единицу семян, руб./кг. Из расчета на 800 га получаем затраты на сырье в размере 4320000 руб. Затраты электроэнергии на технологические цели: Э  qУЗ  qСВЧ Сэл  0,045  0,015 2,87  0,17 руб./кг (5.6) 111 где qуз - удельный расход энергии на УЗ обработку, кВт·ч/кг; qсвч- удельный расход энергии на СВЧ-обработку, кВт·ч/кг; Сэл – тариф на электроэнергию с 1 января 2014 года по 30 июня 2014 года. составляет 2,87 руб./кВт.ч [144] Затраты электроэнергии на единицу продукции при использовании шнека: Эш=Рш·К·Сэл/П=0,75·0,9·2,87/250=0,004 руб./кг, (5.7) где Рш – установленная мощность электродвигателя шнека, кВт. Затраты электроэнергии на единицу продукции при использовании дражиратора: Эд=Рд·К·Сэл/П=0,5·0,9·2,87/250=0,005 руб./кг, (5.8) где Рд – установленная мощность электродвигателя дражиратора, кВт. Затраты воды на единицу продукции: Эв  Рв  Св  0,06  0,01025  0,000615 руб/кг, (5.9) где Рв – расход воды на обработку, л/кг; С в – тариф на холодное водоснабжение с 1 января 2014 года по 30 июня 2014 года 3 составляет 10,25 (без НДС), руб./куб. м [107] Затраты биогумуса на единицу продукции: Эб  Рб  Сб  0,33  10  3,3 руб/кг, (5.10) 112 где Рб – расход биогумуса, кг/кг; С б – цена биогумуса 10000 руб./т [34] Затраты био-водного рствора на единицу продукции: Эн  Рн  С1   0,6730,7  20,569 руб/кг, (5.11) где Рн – расход био- водного раствора, л/кг; С1 – цена био-водного раствора, руб./л Затраты на оплату труда производственных рабочих. Данные затраты включают основную и дополнительную зарплату, выплату стимулирующего характера, премии за производственные результаты, надбавки к окладам, выплаты компенсационного характера, связанные с условиями труда и степенью занятости в течение смены. Штат работников составляет 1 человек, на ставку с 8-часовым рабочим днем. Заработную плату определяем исходя из минимального размера оплаты труда. Таблица 5.3 – Расчет фонда заработной платы оператора № п/п Показатели 1 Ставка, руб./мес. 2 Количество рабочих дней, дней 3 Месячный фонд оплаты труда, руб./мес. 7156,88 4 Премия к ФОТ, руб./мес. 1561,5 5 Районный коэффициент, руб./мес. 390,38 6 Фонд оплаты труда, руб. 8588,26 5205,00 36 Дневная ставка оператора по предпосевной обработке семян на установке в условиях семи дневной рабочей недели: 113   7156,88   238,56 , т 30 (5.12) где М – месячная тарифная ставка, руб.; т – количество рабочих дней в месяце. Размер фонда оплаты труда на единицу продукции по семенам: Зпл=ФОТ/ Ос =8588,26/72000=0,12 руб./кг, (5.13) где Ос – объем обработки семян, кг; ФОТ – размер фонда оплаты труда, руб. Наряду с фондом оплаты труда отчисления на социальные нужды обеспечивают возмещение затрат на воспроизводство живого труда. В настоящее время в себестоимость продукции по установленным законодательством нормам включается единый социальный налог (ЕСН). ЕСН включает в себя отчисления: в Федеральный бюджет, в Фонд социального страхования в РФ, в Фонд обязательного медицинского страхования. Составляет 30% от общего фонда оплаты труда. Расходы на подготовку и освоение производства включают расходы на проектирование, на разработку технологии, создание технической документации, изготовление опытных образцов, их испытания, наладку оборудования и другие затраты, связанные с подготовкой производства. Их можно принять в размере 2% от основной заработной платы производственных рабочих. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования включают: стоимость товарно-материальных ценностей на содержание машин и оборудования, расходы на оплату труда (с отчислениями) рабочих по наладке и обслуживанию оборудования; услуги, полученные со стороны, на содержание оборудования и рабочих мест (энергия, сжатый воздух и т.п. без стоимости топлива на технологические цели); 114 износ инструмента, амортизацию оборудования и внутрицехового транспорта; услуги вспомогательных производств. Нормы амортизационных отчислений установлены, как правило, в процентах к балансовой стоимости основных фондов (первоначальной или восстановленной). Амортизационные отчисления – денежные средства, накапливаемые предприятием за срок службы основных фондов для их полного восстановления, полностью переносятся на издержки производства и обращения. Определяют их по формуле: Аа  К  Н а 730250  8,3   0,84 руб./кг, Ос  100 72000  100 (5.14) где Аа - амортизационные отчисления на единицу продукции, руб./кг.; На – норма амортизации оборудования, %. Затраты на организацию и управление производством в цехах отражают общепроизводственные, общехозяйственные расходы. Предварительно эти расходы накапливают постатейно на соответствующих счетах и на данную статью их относят комплексно (и они составляют 15% от суммы всех статей затрат за исключением затрат на сырье и материалы). Таблица 5.4 – Расчет себестоимости единицы продукции (семена), руб./кг № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 Статьи затрат Энергия на технологические нужды Затраты на технологические нужды Расходы на оплату труда производственных рабочих Отчисления на социальные нужды Расходы на подготовку и освоение производства Расходы на эксплуатацию и содержание оборудования Расходы на организацию и управление производством Затраты на предпосевную обработку семян Предлагаемая технология 0,187 23,86 0,12 0,036 0,0024 0,84 3,76 28,81 115 5.3 Расчет экономической эффективности внедрения предлагаемой технологии предпосевной обработки семян льна-долгунца Получив затраты на предпосевную обработку семян можно рассчитать: Производственные затраты: Пз=Зпо·Н=28,81·90=2592,9 руб./га, (5.15) где Зпо – затраты на предпосевную обработку семян, руб./кг; Полные производственные затраты: Ппз= Пз+ Пбз=2592,9+218=2810,9 руб./га, где (5.16) Пбз – базовые производственные затраты (с технологической карты по возделыванию льна-долгунца сорта Восход); Себестоимость производства соломы: а) расчет технологии без обработки семян: С= Пбз /У = 218/4020=0,054 руб./кг, (5.17) где У – урожайность соломы, кг/га б) расчет предлагаемой технологии обработки семян: С= Ппз/У = 2810/5360=0,52 руб/кг. (5.18) 116 Годовая прибыль. а) по технологии без обработки семян: Пб=(Ц-С) ·Оп= (5-0,054) ·3216000=15906336 руб.=15,91 млн. руб., (5.19) где Ц – цена реализации, руб./кг, Оп – Объем производства льносоломы, кг б) по комбинированной технологии обработки семян: Пн=(7-0,52) ·4288000=27786240 руб.=27,79 млн. руб. (5.20) Годовой экономический эффект. Годовой экономический эффект по показателю «прирост прибыли» при сравнительной оценке технологий определяют по формуле: П П   27786240 15906336  Э   н  б   Ан      4288000  6577792 руб., А А 4288000 3216000   б   н (5.21) где Пн, Пб – годовая прибыль по новой и базовой технологиях, руб. Ан, Аб – годовой объем производства льносоломы по новой и базовой технологиях, кг. Таблица 5.5 – Экономический эффект внедрения биологической непрерывной постадийной предпосевной обработки семян льна-долгунца сорта Восход Показатели Удельный расход энергии при обработке ультразвуком, кВт·час/кг Удельный расход энергии при обработке СВЧ колебаниями, кВт·час/кг Без С обработки обработкой - 0,007 0,045 117 Продолжение таблицы 5.5 Показатели Расход воды, л/кг Расход биогумуса, кг/кг Мощность электродвигателя барабана, кВт Мощность электродвигателя шнека, кВт Затраты на предпосевную обработку семян, руб./кг Площадь, га Урожайность, кг/га Объем производства льносоломы, кг Номер соломы Цена реализации льносоломы, руб./кг Себестоимость льносоломы, руб./кг Годовая прибыль, млн. руб. Годовой экономический эффект, млн. руб. Годовой экономический эффект при Без С обработки обработкой 0,06 0,33 0,5 0,75 28,81 800 800 4020 5360 3216000 4288000 1,25 2,00 5 7 0,054 0,52 15,91 27,79 6,58 предлагаемой технологии предпосевной обработки семян льна-долгунца сорта Восход составил 6,58 млн. рублей с площади 800 га. 5.4 Расчет энергетической эффективности от внедрения предлагаемой технологии предпосевной обработки семян льна-долгунца В процессе расчета энергосбережения необходимо проводить полный учет прямых (трудовых затрат, ГСМ, расхода тепла электроэнергии и т.д.) и косвенных (изготовление средств производства, удобрений, пестицидов и т.д.) затрат и анализ данных расхода энергии. Расчет энергоэффективности дает возможность количественного сравнения энергозатрат по разрабатываемой технологии и традиционной технологии предпосевной обработке [77]. Это достигается путем сравнения энергетических коэффициентов (Кэ), которые рассчитываются по формуле: 118 Кэ  ВЭ У  ЭЭ 1000 ,  Е Е (5.22) где ВЭ – энергосодержание получаемой продукции или выхода валовой энергии, МДж/га; Е – совокупные (полные) затраты на возделывание, уборку и подработку продукции, МДж/га; У – урожайность с.-х. культуры, т/га; ЭЭ – энергетический эквивалент получаемой продукции, МДж/га. Энергетический коэффициент характеризует окупаемость энергии, затраченной на получение с.-х. продукции. Более высокий коэффициент отражает более высокую энергетическую эффектвивность. Расход совокупной энергии исчисляется последовательно по всем видам затрат. Затраты энергии живого труда на 800 га конкретной работы рассчитываются по формуле: ЗЭж.тр.  ЗТ мех .(вод.)  ЭЭмех .(вод.)   ЗТ раб.  ЭЭраб.   ЗЭмех .(вод.)  ЗЭраб. , (5.23) где ЗЭж.тр. – всего затраты энергии эивого труда на 800 га, МДж; ЗЭмех.(вод.) – затраты энергии механизаторов (водителей а/м) на 800 га, МДж; ЗЭраб – затраты энергии рабочими на ручных работах на 800 га, МДж; ЭЭмех.(вод.) – энергетический эквивалент первого часа работы механизатора (водителя а/м), МДж; ЭЭраб. – энергетический эквивалент первого часа работы рабочим на ручной работе, МДж. Затраты энергии с.-х. техникой на 800 га конкретной работы рассчитывается по следующей формуле: ЗЭтехн .  ЭЭтехн .  ОР , ЧНВ (5.24) 119 где ЗЭтехн. – всего затрат энергии с.-х. техникой на 800 га, МДж; ЧНВ – норма выработки конкретной работы за 1 час; ОР – объем конкретной работы; ЭЭтехн. – сумма энергетических эквивалентов 1 часа работы трактора (автомобиля), с.-х. машин или орудия. Затраты энергии горюче-смазочных материалов на весь объем конкретной работы определяют по формуле: ЗЭГСМ  ОГСМ  ЭЭГСМ , (5.25) где ЗЭГСМ – всего затраты ГСМ на весь объем конкретной работы, МДж; ОГСМ – объем ГСМ, необходимый для выполнения конкретной работы, кг или л; ЭЭГСМ – энергетический эквивалент конкретного вида ГСМ, МДж/кг. Затраты электроэнергии (в МДж) на весь объем конкретной работы определяют по формуле: ЗЭэл.дв.  ОР  М эл.дв.  ЭЭэл.эн. , ЧНВ (5.26) где ЗЭэл.дв. – затраты энергии на работу электродвигателей оборудования на весь объем конкретной работы, МДж; ОР – объем конкретной работы; ЧНВ – норма выработки конкретной работы за 1 час; ОР  М эл.дв. ЧНВ - затраты электроэнергии на работу электродвигателей оборудования на весь объем конкретной работы, кВт; ЭЭэл.эн. – энергетический эквивалент электроэнергии, МДж/кВт. Затраты энергии пестицидов на 800 га посева определяются по формуле: ЗЭпест..  Н пест.  ЭЭпест..  100 , (5.27) 120 где ЗЭпест. – затраты энергии на применение конкретного вида пестицидов на 800 га, МДж; Hпест. – норма внесения конкретного пестицида на 1 га, кг; ЭЭпест. – энергетический эквивалент 1 кг пестицида, МДж. Совокупные затраты энергии на использование посевного материала на 1 га (ЗЭПМ) определяют следующим образом: ЗЭПМ ..  НВПМ .  ЭЭПМ .. , (5.28) где НВПМ – норма высева посевного материала, кг/га; ЭЭПМ – энергетический эквивалент соответствующего вида посевного материала, МДж/га. Энергетическая оценка традиционной (контрольной) технологии предпосевной обработки и предлагаемой (опытной) технологии приведена в таблице 5.6. Таблица 5.6 – Энергетическая оценка контрольной и опытной технологии предпосевной обработки Наименование Урожайность, технологии кг/га Контрольный Опытный 4020 5360 Полные затраты, МДж/га 23837 23973 Выход биоэнергии, МДж/га 72400 96534 Коэффициент эффективности 3,04 4,03 В результате расчета энергетической эффективности получен коэффициент эффективности применения разработанной технологии предпосевной обработки, который составляет 4,03, что на 1, 32 больше чем при традиционной обработке. Увеличение коэффициента характеризует окупаемость энергии, затраченной на получение сельскохозяйственной продукции. 121 5.5 Выводы по главе Внедрение технологии предпосевной обработки семян льна с использованием дражирования и электрофизического воздействия позволит: - повысить урожайность с 4020 кг/га до 5360; - увеличить средний номер соломы с 1,25 до 2,00; - увеличить реализационную цену льносоломы с 5 руб./кг до 7 руб./кг. Годовой экономический эффект от реализации льносоломы после обработки в установке УДЭ-02 по сравнению с контрольным вариантом составит 6,58 млн. руб. в год со всей площади. В результате расчета энергетической эффективности получен коэффициент эффективности применения разработанной технологии предпосевной обработки, который составляет 4,03, что на 1, 32 больше чем при традиционной обработке. Увеличение коэффициента характеризует окупаемость энергии, затраченной на получение сельскохозяйственной продукции. 122 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1.Проведенный анализ отечественной и зарубежной литературы свидетельствует о необходимости разработки технологии и оборудования для предпосевной обработки семян льна с применением экологически безвредных компонентов. Перспективным направлением обработки семенного материала является применение различных способов электрофизической обработки с последующим нанесением защитно-стимулирующей оболочки на семена. 2. На основе экспериментальных исследований на лабораторной установке для электрофизического воздействия и дражирования семян льна обоснована технология дражирования семян льна и электрофизического воздействия на них. Электрофизическим воздействием выбрана УЗИ обработка с экспозицией 29…30 минут и СВЧ-излучение с экспозицией 14…15 секунд. Установлено, что процесс дражирования в установке барабанного типа проходит эффективнее, так как полученное количество единичных гранул стремиться к 100 % . 3. Разработаны математические модели и методики расчетов: - обработки семенного материала УЗИ, которая позволяет найти параметры ультразвукового излучения (время обработки УЗИ – 29…30 мину; удельная мощность УЗИ – 6…8 Вт/кг; частота излучения УЗИ – 110 ±0,05кГц); - обработки семян СВЧ, которая позволяет найти параметры магнетрона (время обработки СВЧ – 14…15 секунд; удельная мощность СВЧ-излучения – 40…45 Вт/кг; частота СВЧ-излучения – 2450 ±0,05МГц; температура семенного материала – 20…40 оС); - процесса дражирования семян льна-долгунца, которая позволяет аналитически описать кинетику процесса осаждения частиц дражирующей смеси (биогумуса) на поверхность семян льна; определить оптимальную скорость вращения барабана и оптимальный размер частиц биогумуса для осаждения с определенными технологическими параметрами (размеры частиц биогумуса - 123 50…100 мкм; время дражирования – 3…4 мин; частота вращения барабана – 28…30 об/мин). 4. Разработана электрофизической разработана экспериментальная установка для дражирования и обработки (УДЭ) семян льна-долгунца. Для которой принципиальная электрическая схема автоматизации технологического процесса на базе микроконтроллера ATMEGA8, позволяющая контролировать и поддерживать заданные технологические параметры на основании математических моделей процесса электрофизической обработки и процесса дражирования. Разработанная установка имеет следующие характеристики: - производительность – 1 кг/ч; - номинальная мощность электродвигателей для шнека – 0,2 кВт; - номинальная мощность электродвигателя для барабана – 0,25 кВт; - мощность генератора УЗИ – 50 Вт; - мощность магнетрона СВЧ – 500 Вт; - частота электромагнитного поля СВЧ – 2450±0,05 МГц; - частота ультразвуковых колебаний – 110±0,05 кГц; - количество магнетронов – 1; - количество ультразвуковых излучателей – 1. 5. Обоснована технико-экономическая эффективность разработанной технологии и оборудования. Годовой экономический эффект от реализации льносоломы после обработки в установке УДЭ-02 по сравнению с контрольным вариантом составит 6,58 млн. руб. в год с площади 800 га. В результате расчета энергетической эффективности получен коэффициент эффективности применения разработанной технологии предпосевной обработки, который составляет 4,03, что на 1,32 больше чем при традиционной обработке. Увеличение коэффициента характеризует окупаемость сельскохозяйственной продукции. энергии, затраченной на получение 124 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. А. с. СССР № 969239. Способ сушки табака./ Абдулляев Г.М. и др. БИ 1982, № 40. 2. А. МПК5 А01С1/06. с. 1015837 СССР, Способ дражирования опушенных семян хлопчатника/ Ш. Абдуллаев, А. Бабаназаров, И.П. Лакаткин, Н. Рашидов, О. Хасанов, Ш. И. Ибрагимов (СССР). – № 3391870/30-15; Заявл. 16.12.81; опубл. 07.05.83, Бюл. № 17. 3. А. с. 1017181 СССР, МПК5А01С1/06. Способ дражирования семян овощных культур/ В.П.Шахматов, В.Д. Мухин и М.Ф.Сенин (СССР). – № 3398087/30-15; Заявл. 21.12.81 ; опубл. 05.05.83, Бюл. № 18. 4. А. МПК4 А01С1/06. с. 1400528 СССР, Способ получения дражированных семян/ М.Г. Черный, Т.Г. Лошак, М.П. Михайленко, Л.Р. Пивоваров, И.И. Ярчук (СССР). – № 4017694/30-15; Заявл. 03.02.86; опубл. 07.06.88, Бюл. № 21. 5. А. с. 1690579 СССР, МКИ5 А01С1/06. Способ дражирования семян и устройство для его осуществления/ С.А. Андреев, А.Л. Андержанов, Э.В. Белоусов, Д.Н. Пивоваров (СССР). – №4717344/15; Заявл. 11.07.89; опубл. 15.11.91, Бюл. № 42 6. А. с. СССР № 894750. Способ сушки семенного хлопка-сырца / Свиридов А.Ф., Арифов П.У. БИ 1979, № 40. 7. Адгезия // Химик [Электронный ресурс] URL: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/25.html 8. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Научное издание. 2–е изд., перераб. и доп. / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Наука, 1976. – 279 с. 9. Алпатов, В.В. Повышение всхожести семян под влияние высокой температуры и ультрафиолетовых лучей // Природа - № 12. 10. Андреева, С.Н. Влияние УФ-излучения на сельскохозяйственные 125 растения в условиях юга / С.Н. Андреева, Э.Г. Яцкова // Науч. труды Киргизского НПО по земледелию. 1980, № 17. - С. 92-97. 11. Ахметов, Ш.И., Солин Н.В. Средства химизации и биоэнергетическая эффективность агрофитоценозов. Саранск, 1997. – 52 с. 12. Бабенко, А. А. СВЧ импульсная предпосевная обработка семян: автореф. дис. канд. техн. наук / А. А. Бабенко. – Москва, 1993. –16 с. 13. Барышев, М. Г. Воздействие электромагнитных полей на биохимические процессы в семенах растений / М. Г. Барышев, Г. И. Касьянов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. – 2002. – № 1. – С. 21 – 23. 14. Басарыгина, Е.М. Интенсификация получения биомассы в гидропонном производстве путем воздействия электрическим полем коронного разряда на прорастающие семена / Автореф. на канд. техн. наук – Челябинск 1996. 15. Басарыгина, Е.М. Летентный период реакции семян при двухразовой стимуляции их электрическим полем коронного разряда // Вестник ЧГАУ – Челябинск,1993, т.3, С. 55-60. 16. Басарыгина, Е.М. Способы и средства электронно-ионной технологии для гидропонного растениеводства / Автореферат на докт. техн. наук – Челябинск - 2005. – 47 с. 17. Бергман, Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. – ИЛ. - 18. Биопрепараты 1956. комплексного действия повышают продуктивность и защищают растения от болезней // Ежедневное аграрное обозрение [Электронный ресурс] URL: www.agroobzor.ru 19. Богданов, А.И. Повышение посевных качеств семян сельскохозяйственных культур с помощью диэлектрических сепарирующих устройств / (06.01.09) ВСХИЗО – Балашина. 1991. – 23с. 20. Болгарский, А.В. Теплодинамика и теплопередача. / А.В. Болгарский, Г.А. Мухачев, В.К. Щукин // Издание 2-е, перераб. и доп.: М., «Высшая школа», 1975 – 459 с. 126 21. Бородин, И. Ф. СВЧ–энергия в сельскохозяйственных технологиях /И.Ф. Бородин // Проблемы тепло– и влагопереноса. - М.: Энергия, 1970. – С.200 – 208. 22. Бородин, И.Ф. Применение СВЧ – энергии в сельском хозяйстве. / Бородин И.Ф., Шарков Г.А., Горин А.Д. - М.: ВНИИТЭИагропром - 1987. - 55 с. 23. Бородин, И.Ф., Тарушин В.И. Технологический комплекс диэлектрических сепараторов. Проспект СД. М.: МГАУ – 1996. 24. Бородин, Ф.А. Исследование кавитационного разрушения и диспергирования твердых тел в ультразвуковом поле высокой интенсивности: Дисс… канд. техн. наук: / Ф.А. Бородин - Москва, 1966 – 264 с. 25. Бреславец, Л. П., Березина Н. М., Щибря Г. И., Романчикова М. Л. Биофизика – 1956. 26. Бреславец, Л. П., Березина Н. М., Щибря Г. И., Романчикова М. Л., Зыкова В.А., Мелешко З.Ф. Биофизика - 1960. 27. Бродский, В.З. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиноминальных моделей. Справочное издание / Бродский В.З. [и др.]. - М.: Металлургия, 1982.–752 с. 28. Будько, В.С. Оптимизация процесса дражирования зернистых материалов в тарелочных грануляторах: Дисс… канд. техн. наук: 05.17.08. / В.С. Будько. – Львов 1983. – 213 с. 29. Иванова, В. Н. Состояние, проблемы и перспективы развития льняного комплекса России // Текстильная промышленность. – 2008. - № 1-2. – С. 37-41. 30. Валге, А.М. Обработка данных в Excel на примерах (методическое пособие) /Валге А.М. // ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. – 2010. СПб. 104 с. 31. Вендин, С. В. Обработка семян электромагнитным полем : автореф. дис. ...докт. техн. наук / С. В. Вендин. – Москва, 1994 – 36 c. 32. Вендин, С. В. Обработка семян электромагнитным полем./ автореф. дисс. докт. техн. наук. - М.:. МГАУ, 1994. - 32 с. 33. Вендин, С.В. СВЧ дезинфекция семян бобовых / Московский 127 институт инженеров сельскохозяйственного производства им. Горячкина – М., 1990. – 16 с. 34. Вермипроизводство компании ООО «ЛуКа», г.Набережные Челны. // [Электронный ресурс] URL: http://www.lukaltd.ru/ 35. Викторов, И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Релея и Лэмба в технике. М., «Наука», 1966. - 168 с. 36. Владыкин, И.Р. Повышение эффективности предпосевной обработки семян овощных культур ультрафиолетовым облучением: автореф. дис. ...канд. техн. наук: 05.20.02 / И.Р. Владыкин. – Москва, 1999. – 163 c. 37. Выгузова, М.А. Комплекс по переработке органических отходов сельскохозяйственных предприятий и пищевых производств/М.А. Выгузова, Т.С. Копысова, А.Г. Кудряшова, А.Б. Спиридонов, Н.Ф. Ушакова//Научно-техническое и инновационное развитие АПК России.Сб. тр. Всерос.совета молодых ученых и специалистов аграрных образовательных и научныхучреждений. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2013. – С. 75-77. 38. Высокомолекулярные соединения. Дискуссионные статьи по излучения и структуре целлюлозы. – М.: АН СССР – 1960. –т II., № 3. - С. 56. 39. Гончарова, Л.И. Действия ультрафиолетового теплообеспеченности на продуктивность яровой пшеницы / Гончарова Л.И. // Сельскохозяйственная биология. – 2008. - №5. - С. 65-68. 40. ГОСТ 10968 – 88 Зерно. Методы определения энергии прорастания и способности прорастать. – М.: Изд-во стандартов, 2000. 41. ГОСТ 12038 – 84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. – М.: Изд-во стандартов, 2000. – 29 с. 42. ГОСТ 12041 – 82 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения влажности. – М.: Изд-во стандартов, 2000. – 6 с. 43. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. – М., 2000. – 253 с. 44. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования эксперимента. Учебное пособие / Ю.П. Грачёв, Ю.М.Плаксин. - М.: ДеЛи принт, 2005. – 296 c. 128 45. Дражирование [Электронный ресурс] семян URL: //Большая Советская энциклопедия http://www.sadincentr.ru/article.aspx7id =79] http://bse.scilib.com/ article032852.html. 46. Ерохин, А. И. Эффективность некоторых приемов улучшения посевных качеств семян проса, гречихи и кормовых бобов в системе мероприятий по предпосевной подготовке семенного материала : автореф. дис. ...канд.с.–х. наук / А. И. Ерохин. – Орел, 1997. – 22 с. 47. Зейналов, А.А. Использование ультрафиолетового излучения для обработки клубней картофеля / Зейналов А.А., Ипатова А.Г., Летова А.Н., Глухов А.П. // Доклады РАСХН. -2005. -№2. -С 18-20. 48. Зубцов, В.А. Потребительская ценность семян льна. Состав льняного семени // Аграрная наука, 2002. – № 10 – С. 12-14. 49. Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ (рекомендации). М.: ВО «Агропромиздат», 1989. 50. системах Каменир, Э.А. Комплексное применение электрических полей в подготовки семян / Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства. Челябинск, 1989. 36 с. 51. Карпов, В.Н. Введение в энергосбережение на предприятиях АПК // Санкт-Петербурский Государственный Аграрный Университет. Типография СПб ГАУ, 1999. 52. Касаткин, В.В. Сублимационная сушка жидких термолабильных продуктов пищевого назначения. Технология и оборудование с комбинированным энергоподводом: монография / В.В. Касаткин, П.В. Дородов, Н.Ю. Литвинюк и др. Ижевск: Ижевская ГСХА, РИО Ижевская ГСХА, 2004. - 306 с. 53. Клундук, Г. А. Обоснование электротехнологических режимов СВЧ– обработки семян льна: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Г. А. Клундук. – Красноярск, 2004. – 19 c. 54. Когезия // Химик URL:http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2044.html [Электронный ресурс] 129 55. Козырева, М.Д. Эффективность предпосевной обработки семян при возделивании озимого ячменя / Козырева М.Д., Базаева Л.М., Пухаев А.Р. // Известия Горского государственного аграрного университета. 2011. Т. 48. № 1. С. 44-47. 56. Компьютерная справочно-правовая система «Консультант плюс» // [Электронный ресурс] URL: http://base.consultant.ru/regbase/cgi/online.cgi?req=doc;base=RLAW053;n=60523 57. Кондратьева, Н.П. Влияние предпосевной обработки семян яровой пшеницы на урожайность /Кондратьева Н.П. // механизация и электрификация сельского хозяйства 2001. -№12. - С 17. 58. Конев, С.В. Фотобиология / Конев С.В., Волотовский И.Д.// Изд-во БГУ. Минск 1979. 59. Коненков П.Ф., Губкин В.Н. Повышение полевой всхожести семян овощных культур. М.: Россельхозиздат, 1986.- 85 с. 60. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Корн Г., Корн Т. - М.: Наука, 1973. – 832 с. 61. Коротич, В.И. Теоретические основы окомкования железорудных материалов. Изд-во "Металлургия", М., 1966, 147 с. 62. Коскараева, Ш. С. Влияние обработки электромагнитным полем сверхвысокой частоты на посевные и урожайные качества семян овощных культур: автореф. дис. ...канд. с.–х. наук / Ш. С. Коскараева. – М., 1996 – 22 c. 63. Кубеев, Е. И. Технологии и технические средства по предпосевной обработке семян сельскохозяйственных культур :монография / Е. И. Кубеев, В. А. Смелик ; С.-Петерб. гос. аграр. ун-т. – СПб., 2011. – 209 с. 64. Курочкина, О.А. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы ультрафиолетовыми лучами: автореф. дис. ...канд.с.–х. наук: 06.01.09 / О.А. Курочкина - Курган, 2009 – 124 c. 65. Кучер, Р.В. Соокисление органических веществ в жидкой фазе / Кучер Р.В., Опейда И.А. - Киев.: Наукова думка, 1989. - 208 с. 66. Лен-долгунец. Под общ. Ред. М.М. Трушина. М., «Колос», 1976 – 352 130 с. 67. Летова, А.Н. Последствие ультрафиолетового облучения на потомство яровой пшеницы / Летова А.Н., Зейналов А.А. // Доклады РАСХН. 2010. -№1. - С. 22-24. 68. Логинов, М.И. Предпосевная обработка семян ультрафиолетовыми лучами / Логинов М.И. // Лен и конопля. 1986. -№2. -С. 28-29. 69. Лоенко, В.В. СВЧ – сушка моркови и растительного сырья: Автореф. канд. техн. наук. – М. – 1999. - 19 с. 70. Лучинский, А.Р. Методы и средства подготовки семян к предпосевной обработке низкоэнергетическими электромагнитными полями / Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства – Харьков, 1990. – 20 с. 71. Лыков, А.В. Теория сушки. - М.: Госэнергоиздат, 1950. - 416 с. 72. Лыков, А.В. Тепло- и массообмен в процессах сушки. – М.- Л.: Госэнергоиздат. – 1956. – 464 с. 73. Мазин, А.Н. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников / Мазин А.Н., Нетушил А.В., Паршин Е.П. - М. – Л.: Госэнергоиздат. 1950. – 236 с. 74. Макрушин, Н. М. Оценка биологических качеств семян на раннем этапе их проращивания / Н. М. Макрушин, В. А. Капица // Физиологические проблемы семеноведения и семеноводства. Иркутск, 1973. - Ч. 2. - С. 144-150. 75. Матвеева, В.В., Овчукова С.А., Большина Н.П. Новые источники облучения в растениеводстве. // Цветоводство. - № 2 – С. 5. 76. Мейер, А. Ультрафиолетовое излучение / Мейер А., Зейтц Э.// – М. 77. Методические 1952. указания по энергетической оценке технологии возделывания сельскохозяйственных культур / Сост. П.Ф. Сутыгин. – Ижевск. – 1997. – 35 с. 78. Механизм действия наноудобрения // Русторг [Электронный ресурс] URL: http://rus-torg.msk.ru/nanoudobrenie_bioplant_flora 131 79. Механизм действия наноудобрения// Нагро [Электронный ресурс] URL: http://nanoagro.kz/ru/82-dokumenty/97-механизм-действия-удобрения-“nagro” 80. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации // [Электронный ресурс] URL: www.mcx.ru/documents/ 81. Москва В.В. Водородная связь в органической химии // Соросовский образовательный журнал. – 1999. - № 2. С. 26-32. 82. МУ Оценка воздействия пестицидов на ОПС // Новгородский государственный универститет [Электронный ресурс] URL: www.novsu.ru/file/1001184 83. Натансон, Т. Л. О величине электрического поля в полостях, обра- зуемых при кавитации жидкости ультразвуком. – М.: ДАН СССР – Вып. 59. – С.83. 84. Николаева, М.Г. Покой семян. В кн.: Физиология семян, М.,1. Наука; 1982.- 183 с. 85. Николаева, М.Г., Ляшук С.Ф. Значение температуры и аэрации в регулировании первичного и вторичного покоя семян // Роль температуры и фитогормонов в нарушении покоя семян. Л.: Наука, 1981. - С. 6-32. 86. Овчаров, К.Е. Физиологические основы всхожести семян Текст. / К.Е. Овчаров. М.: Наука, 1969. - 279 с. 87. Ольшанская, В.Т. Влияние напряжения электрического поля диэлектрического сепаратора на выделение фуражной фракции зерна // Международная юбилейная конференция «25 лет – факультета электрификации и каф. ЭТ ИжГСХА». Ижевск. – 2003. 88. Ольшанская, В.Т. Математическое моделирование оптимизации режимных параметров диэлектрического сепарирования семян. // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: Труды 4-ой Международной научно-технической конференции. Часть 2. – М.: ГНУ ВИЭСХ, 2004. – С. 87. 89. Ольшанская, В.Т. Многофункциональный электротехнический агрегат подготовки элитных семян // Труды 3-й международной научно-технической 132 конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». Ч.3.М.: ВИЭСХ – 2003. 90. Павлова, И.И. Исследование влияния электрофизических способов предпосевной обработки семян на всхожесть льна-долгунца сорта синичка: Дисс. канд. техн. наук: 05.20.02. / И.И. Павлова. – Ижевск, 2006. – 131 с. 91. Пат. 2142214 РФ, МКИ3 А 01 С 1/00. Механизированная технологическая линия для инкрустирования и дражирования семян /Р.А. Юнусов; Н.А. Ревенко. -№ 98113990/13; Заявлено 22.07.1998; Опубл. 10.12.1999. 92. Пат. 2264698 РФ, МКИ7 А01С1/06. Способ капсулирования семян и установка для его осущетсвления/ Ю.М. Лужков, Ш.А. Джафаров, А.Ю. Винаров, Н.И. Гданский, Е.С. Шитиков, Д.А. Винаров – № 2004133956/12; Заявлено 23.11.2004; Опубл. 27.11.2005 93. Пат. 2299543 РФ, МКИ3 А 01 С 1/00. Способ обработки семян сельскохозяйственных культур, устройство для его реализации / А.В. Педан, С.В. Оськин, Д.А. Нормов. - № 2005124671/12; Заявлено 02.08.2005; Опубл. 27.05.2007 94. Пат. 2373676 Российская Федерация, МПК A01C1/00. Способ предпосевной обработки семян горчицы электромагнитным полем сверхвысокой частоты / Мещеряков А. В., Бастрон А. В., Цугленок Н. В., Халанская А. П., Цугленок Г. И.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Красноярский Государственный Аграрный Университет. – № 2008117268/13; заявл. 29.04.2008 ; опубл. 27.11.2009. 95. Пат. 2195099 РФ, МПК7 А01С1/06. Дражиратор/А.И. Зайцев, Б.А. Миронов, И.А. Зайцев, Е.И. Кротова, А.А. Мурашев, В.В. Бибиков, М.Ю. Таршис – № 99124455/13; Заявлено 22.11.1999; Опубл. 27.12.2002 96. Пат. 2236105 РФ, непрерывного действия для МПК7 А01С1/06. дражирования Вибрационная семян машина сельскохозяйственных культур/ Ю.С. Колягин, В.Е. Шевченко, В.Я. Киселев – № 2003109141/12; Заявлено 31.03.2003; Опубл. 20.09.2004 97. Пат. 61075 РФ, МПК А01С1/06. Аппарат для дражирования семян/ С.Г. Ефимова, А.Ф. Триандафилов Опубл. 27.02.2007 – № 2006127959/22; Заявлено 01.08.2006; 133 98. Пахомов, В.И. О сушке зерна с использованием СВЧ-энергии // Перспективные направления совершенствования средств механизации в бобовых растений по полеводстве. Зерноград, 1985, С. 59-63. 99. Пельцих, Л.A. твердосемянности / технической О классификации Л.A. Пельцих, И.Л. Пельцих // Бюллетень научно- информации Всероссийского: научно-исследовательского института зернобобовых и крупяных культур. Орел: 1980. - С. 36-39. 100. Подгурский, В.Н., Лукуть Т.Ф. Технология высоких урожаев // Лен и конопля, № 5 – М.: ВО «Агропромиздат», 1986. – С. 8-9. 101. Политыко, П.М., Захаров А.Н. Предпосевная обработка семян – основа стабильных урожаев зерновых культур // АГРО XXI, - 2000. - № 8 – С. 4-5. 102. Полоцкий, И.Г. Химическое действие кавитации // Ж. общ. хим. – 1947. – Вып. 17, С. 1048. 103. Понамарева, электрооптического Н.Е. Обоснование преобразователя для параметров предпосевной и режимов обработки семян пшеницы: Дисс…. канд. техн. наук: 05.20.02. / Н.Е. Пономарева. - Зерноград, 2006 – 158 с. 104. Попов, Ф. А. Эффективность способов оздоровления семян капусты белокочанной при предпосевной подготовке / Ф. А. Попов, А. Н. Толопило // Овощеводство: сборник научных трудов /Национальная академия наук Беларуси, РУП "Научно-практический центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству", РУП "Институт овощеводства". – Минск, 2008. – Вып. 15. – С. 242–248. 105. Попова, Э.Н., Кашин А.А. Протравитель семян – уныш // Защита растений, 1983. № 3. С. 35. 106. Поповский, В.Г., Ивасюк Н.Т. Основы сублимационной сушки пищевых продуктов. М.: Пищпромиздат, 1967.- 104 с 107. Постановление о тарифах на питьевую и техническую воду, отпускаемую МУП г.Ижевска "Ижводоканал" от 6 декабря 2013 года // [Электронный ресурс] URL: http://izhvodokanal.ru/info/samples/ 134 108. Посыпанов, Г.С. Растениеводство / Г.С. Посыпанов, В.Е. Долгодворов, Г. В. Коронев и др.; Под. ред. Г.С. Посыпанова. – М.: Колос, 1997. 109. Рогаш, А.Р. Льноводство / А.Р.Рогаш, Н.Г. Абратов, В.А. Толковский, Я.А. Лебедев, К.С. Листвин. - М.: Колос, 1967. - 583с. 110. Розенберг, Л. Д. Применение ультразвука. – М.: Изд-во АН СССР 1957. – 124с. 111. Розенберг, Л.Д. О кинетике ультразвукового туманообразования / Розенберг Л.Д., Экналиосянц О.К. // Акуст. ж. 1960. - N2 6. - С. 370. 112. Розенберг, Л.Д. Установка для получения фокусированного ультразвука высокой интенсивности / Розенберг Л.Д., Сиротюк М.Г. // Акуст. ж. – 1959. – Вып. 5, № 2. – С. 206. 113. Рой, Н.А. Возникновение и протекание ультразвуковой кавитации //Обзор. Акуст. ж. – 1957. - № 3. – С. 3. 114. Рубин, Б.А. Курс физиологии растений. – изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1976. – 576 с. 115. Рудобашта, С.П., Шарков, Г.А., Харьков, А.В. Исследование электрои теплофизических характеристик материалов как объектов СВЧ-облучения// Новейшие исследования в области теплофизических свойств/ Тезисы Всесоюзному семинару-совещанию (1Х Всесоюзная теплофизическая школа), Тамбов.: 1988, С. 112-113. 116. Савельев, В.А. Использование ультрафиолетовых лучей для повышения урожайности яровой пшеницы / Савельев В.А., Курочкина О.А. // Вестник КРАСГАУ. 2007. -№3. –С. 87-90. 117. Савельев, В.А. Обработка семян пшеницы ультрафиолетовым лучами /Савельев В.А. // Вестник с-х. науки. -1990. -№3. –С.133-135. 118. Сарычев, Г.С. Облучательные светотехнические установки – М. Энергоатомиздат, 1992. – 240 с. 119. Сельское хозяйство. Большой Энциклопедический словарь /В.К. Месяц (гл; ред.) и др. - М.: Научное изд-во «Большая Российская Энциклопедия», 1998. - 656 с. 135 120. Симпозиум по пестицидам фирмы «Rom and Has» // Химия в сельском хозяйстве, 1978, № 10. С. 69-71. 121. Соловьев, А.Я. Льноводство. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1989. – 320 с. 122. Сохроков, A.M. Совершенствование технологии предпосевной подготовки семян овощных культур и оптимизация параметров установки для их дражирования: Дисс. канд. техн. наук: 05.20.01. / A.M. Сохроков. - Нальчик, 2002. - 129 с. 123. Спиридонов, А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А.А. Спиридонов. – М.: Машиностроение, 1981. – 184 с. 124. Спиридонов, А.Б. Дражирование семян льна-долгунца с использованием электротехнологий и наноудобрений / А.Б. Спиридонов, В.В. Касаткин, П.В. Дородов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2013. – №08(092). –Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/08/pdf/25.pdf 125. Спиридонов, А.Б. Использование наноудобрений при выращивании и переработке льна-долгунца / Инновационные технологии в сельскохозяйственном производстве, пищевой и перерабатывающей промышленности. Материалы международной научно-практической конференции, проходящей в рамках IV этапа Евразийского Форума Молодежи «ДИАЛОГ ЦИВИЛИЗАЦИИ – YOUTHGLOBALMIND», направление «Евразия как территория здоровья» // Ижевск: ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2012. – С. 46-47. 126. Спиридонов, А.Б. Кинетика процесса осаждения частиц биогумуса на поверхности семян льна-долгунца / А.Б. Спиридонов, П.В. Дородов // Вестник Башкирского государственного аграрного университета.–2014.–№1.– С.75–77. 127. Спиридонов, А.Б. Комбинированная предпосевная обработка семян льнадолгунца // Приоритетные научные направления: от теории к практике: сборник материалов VI Международной научно-практической конференции; под общ. ред. С.С. 136 Чернова. – Новосибирск: Изд-во ЦРНС, 2013 – С. 61-65. 128. Спиридонов, А.Б. Обоснование расчета размеров частиц биогумуса для проведения процесса дражирования семян льна-долгунца / А.Б. Спиридонов, П.В. Дородов, Т.С. Копысова //«Технические науки - от теории к практике»: сборник материалов XХVI Международной научно-практической конференции; изд. «СибАК» – Новосибирск, 2013. – № 9 (22). – С.140-143. 129. Спиридонов, А.Б. Технология дражирования семян льна-долгунца с использованием наноудобрений и электрофизических полей //Приволжский научный вестник. – Ижевск, 2013. – № 10 (26). – С. 48-50. 130. Спиридонов, А.Б. Технология комплексной предпосевной обработки семян льна – долгунца / А.Б. Спиридонов, В.В. Касаткин //Хранение и переработка сельхозсырья. - № 11. – 2013 – С. 8-11 131. Территориальный статистики по Удмуртской орган Федеральной Республике // службы государственной [Электронный ресурс] URL: http://udmstat.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_ts/udmstat/ru/statistics/enterprises/agriculture/ 132. Уразовский, С.С. Ультразвук и вызываемые им эффекты / Уразовский С.С., Полоцкий И.Г. // Успехи химии – 1940. – Вып. 9, № 8. – С. 885-901 133. Федеральная служба государственной статистики. // [Электронный ресурс] URL: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/publications/catal og/doc_1135075100641 134. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Н.Н. Третьяков, Е.И. Кошкин и др.; под. ред. Н.Н. Третьякова. – М.: Колос, 2000. – 640 с. 135. Френкель, Я. И. Об электрических явлениях, связанных с кавитацией, обусловленной ультразвуковыми колебаниями в жидкости // Ж - физ. хим. – Вып. 14, № 3. – С. 305—308. 136. Хасанов, Э.Р. Анализ процесса инкрустации семян в барабанном протравливателе-инкрустаторе / Хасанов Э.Р. // Вестник государственного аграрного университета. 2013. № 1 (25). С. 87-89. Башкирского 137 137. Хасанов, Э.Р. Предпосевная обработка семенного материала защитностимулирующими препаратами: монография. – Уфа: Лань. Башкирский ГАУ, 2013. – 174 с. 138. Хмелев, В.Н. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности / В.Н. Хмелев, А.Н. Сливин, Р.В. Барсуков, С.Н. Цыганок, А.В. Шалунов; Алт. гос. тенх. ун-т, БТИ. – Байск: Изд-во Алт. гос. тенх. ун-та, 2010. – 203с. 139. Цугленок, Н. В. Влияние электромагнитного поля высокой частоты на энергию прорастания и всхожесть семян томата / Н. В. Цугленок, Г. И. Цугленок, Т. Н. Бастрон // Вестник КрасГАУ. – Красноярск. – 2002. – Спец. вып.: Электротехника и экономика. – С. 21. 140. Черкасова, Э.И. Влияние термического обеззараживания на комплекс микроорганизмов и качество многокомпонентных смесей растительного происхождения: Автореф. канд. с.-х. наук. – Красноярск – 2006. – 19 с. 141. Чирков, А.М. Повышение качества дражирования семян сахарной свеклы с обоснованием параметров дражиратора: Дисс. канд. техн. наук: 05.20.01. / A.M. Чирков. - Пенза, 2010. - 173 с. 142. Шогенов, Ю.Х. Малоэнергоемкие режимы электромагнитной стимуляции растений: / (05.20.02) ВАСХНИЛ, ВНИИ электрификации сельского хозяйства – М., 1989. – 18 с. 143. Эльпинер, И.Е. Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие. М., 1963 г., 420 с. 144. Энерговопрос.ру // [Электронный ресурс] URL: http://energovopros.ru/spravochnik/elektrosnabzhenie/tarify-na- elektroenergiju/3033/35569/ 145. Ягодин, Б.А., Зубкова В.М., Кремин В.Е., Двоенко Л.А. Микроэлементы повышают урожайность и качество соломки льна-долгунца // Химия в сельском хозяйстве, 1987. - № 12 – С. 31-32. 146. Яичкин, В.Н. Влияние предпосевной обработки семян биоприпаратами на урожайность и технологические показатели качества мягкой и 138 твердой пшеницы / Яичкин В.Н., Живодёрова С.Л.// Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2009. Т 1 №22-2. С 30-33. 147. Янушко, С. В. Эффективность влияния электромагнитного поля сверхвысокочастотного излучения на посевные качества семян / С. В. Янушко, В. И. Петренко, В. Р. Кажарский // Земляробства i ахова раслiн: навукова-практычны часопіс. – 2009. – № 3. – С. 54–57. 148. Anatoly, Spiridonov. Ecological processing of flax seed// European Applied Sciences, August, 2013, № 8 (2) - pp. 109-111 149. Ayoub, J. Continuous microwave sterilization of in flexible pouches / J. Ayoub, Е. Kenyon – J. Food Sci., 1974. – 39/2. –p.306–311. 150. Brown R.H. Microwave-vacuum grain drying system demonstrated // Freed stuffs. 1978. V. 50. N. 38. P. 1068. 151. Gaertner W., Frequency dependence of ultrasonic cavitation. J. Acoust.Soc. Amer. 26, 6, 977 (1954). 152. Heller, J. Effect of high frequency electromagnetic fields on microorganisms / J. Heller // J. Radio Electr., 1969. – № 6. – p. 18–26. 153. Lielienberg C. 1966. the effect of light on the phytolization of chlorophyllide and the spectral dependence of the process. – physiol. Plant., 19,3 848, 1966. 154. Nelson S.O., Stetson L.E., Wolf W. W. Long-term effects of RF dielectric Reacting on germination of Alfa seeds./ Trans of the ASAT 1984. V. 27. N.1. P. 255258. 155. Nо1tingk B.E. Cavitation produced by ultrasonics / Nо1tingk B.E., Neppiras E.A. // Proc. Phys. Soc. – 1950. - 63B – Р. 674. 156. Patent cl. 219-1055F USA, HОbs 9/06 / Saad Theodores. – № 3939320, publ. 12.02.1994 157. Reichenbergen L. Microwave grain drying// Successful Farming. 1982. V. 80. N. 9. P.16-17. 158. Syben dryer uses microwave concept // Farm Industry News Midwest. 1981. V. 15. N. 18. P. 14. 139 ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение А РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ удобрения на основе гуминовых кислот с микроэлементами «Биоплант Флора» при выращивании сельхозпродукции. ТУ9899-009-75292641-2008 Сан.-эпид. заключение 77.99.30.989.А.001288.01.09 от 21.01.2009 Свидетельство о гос. регистрации 1428-09-210-338-0-0-0-1 до 17.03.2019 Введен в государственный каталог пестицидов и агрохимнкатов. разрешенных к применению на территории Российской Федерации с 2009 года ОБЩИЕ РЕКОМЕДАЦИИ: Использовать водный раствор удобрения «Биоплант Флора». Удобрение совместимо с другими агрохимикатами. Перед применением раствора удобрения с другими агрохимикатами рекомендуется проверить смесь на совместимость компонентов. Перед разбавлением емкость с удобрением тщательно взболтать. При совместном применении со средствами защиты растений (фунгицидами, гербицидами, инсектицидами) сначала разбавляют удобрение «Биоплант Флора». После обработки семян рекомендуется просушить их до естественной влажности. При необходимости количество рабочего раствора можно изменить в зависимости от расхода по имеющейся агротехнике с соблюдением рекомендованной нормы расхода удобрения на 1 га. Производить обработки следует в вечерние или утренние часы. При некорневых (листовых) обработках использовать опрыскиватели любого типа. Не допускать снижения рекомендуемой концентрации рабочего раствора во избежание угнетающего действия на растения. Культуры Периоды обработки Яровые зерновые Пшеница, рожь, ячмень, овес, просо, сорго. Семена Фаза всходов Фаза кущения - начало выхода в трубку Озимые зерновые Пшеница, рожь, ячмень, тритикале. Рис Дозы и метод внесения Рекомендуемая концентрация раствора 1л на 1т семян Опрыскивание 0,5 л/га 1:10-20 1:150-300 1:150-300 Опрыскивание 1 л/га Семена Фаза всходов В начале весенней вегетации - начало выхода в трубку 1л на 1т семян Опрыскивание 0,5 л/га Семена Фаза кущения Фаза трубкования Фаза выметывания 1л на 1т семян (за 3020 дней до сева) Опрыскивание 1 л/га Опрыскивание 0,5 л/га Опрыскивание 0,5 л/га 1:10-20 1:150-300 1:150-300 Опрыскивание 1 л/га 1:10-20 1:150-300 1:150-300 1:150-300 140 продолжение Приложения А Зернобобовые (соя, горох, нут, бобы, фасоль, люпин, вика, чечевица) Семена* Фаза 4-5 листьев Фаза начала цветения Фаза начала бобообразования 2л на 1т семян Опрыскивание 0,5л /га Опрыскивание 1 л /га Опрыскивание 0,5 л/га Семена * фаза 4-6 листьев фаза 11-16 листьев фаза 1 недели после цветения 2 л на 1т семян Опрыскивание 1 л/га Опрыскивание 1,5 л/га Опрыскивание 1,5 л/га Семена * Фаза 4-6 листьев через 10 дней после1 обработки фаза выбрасывания метелки 2 л на 1т семян Опрыскивание 1 л/га Опрыскивание 1,5 л/га Опрыскивание 1,5 л/га Семена* Фаза 2-4 пар наст. листьев Фаза 5-6 пар наст. листьев Фаза формирования корзинки 2л на 1т семян Опрыскивание 0,5 /га Опрыскивание 1 л /га Опрыскивание 1 л/га 1:10-20 1:150-300 1:150-300 1:200-300 Семена* Фаза формирования розетки листьев Фаза начала вегетации весной Фаза начала цветения 2л на 1т семян Опрыскивание 1 л /га Опрыскивание 0,5 л /га Опрыскивание 0,5 л/га 1:10-20 1:150-300 1:150-300 1:200-300 Рапс яровой Семена* Фаза 4-5 листьев Фаза начала цветения Фаза начала бобообразования 2л на 1т семян Опрыскивание 1 л /га Опрыскивание 0,5 л /га Опрыскивание 0,5 л/га 1:10-20 1:150-300 1:150-300 1:200-300 Картофель Клубни В фазе полных всходов Перед первым окучиванием В начале фазы бутонизации Перед закладкой на хранение 1,5л на 1 т клубней Опрыскивание 1–2 л/га Опрыскивание 1-2 л/га Опрыскивание 1-2 л/га Опрыскивание корнеплодов 0,2 л/т Кукуруза на зерно Кукуруза на силос Подсолнечник Рапс озимый 1:10-20 1:150-300 1:150-300 1:200-300 1:10-20 1:150-300 1:150-300 1:150-300 1:10-20 1:150-300 1:150-300 1:150-300 1:20-50 1:100-300 1:100-300 1:100-300 1:50-80 141 продолжение Приложения А Сахарная свекла Столовая свекла Кормовая свекла Морковь. В период образования 3-4 настоящих листьев Через 20-30 дней после первой обработки Через 60-70 дней после второй обработки Перед закладкой на хранение Семена Пасленовые культуры: для открытого грунта, рассадный метод Томаты, перец, баклажаны, физалис Пасленовые культуры: для открытого грунта, безрассадный метод Томаты, перец, баклажаны, физалис Замачивание кассет при пикировке Через 3-5 дней после пикировки Фаза бутонизации Через 15 дней после бутонизации Семена В фазе 3-4 листа Фаза бутонизации Через 15 дней после бутонизации Семена Тыквенные культуры и бахчевые: Огурец, кабачок, патиссон, арбуз, тыква, дыня В период развития 3 листа В фазе бутонизации Через 20 дней после бутонизации Капуста белокочанная, краснокочанная, савойская, брюссельская, пекинская, китайская, листовая Опрыскивание 2 л/га Опрыскивание 1 л/га Опрыскивание корнеплодов 0,2 л/т 2 мл на 1кг семян 2-4л на 100000 растений Опрыскивание 4-5 л/га или на 80000 растений Опрыскивание 4-5 л/га Опрыскивание 4-5 л/га 2 мл на 1кг семян Опрыскивание 1-2 л/га Опрыскивание 2-3 л/га Опрыскивание 2-3 л/га 3 мл на 1кг семян 1:100-300 1:80-300 1:80-300 1:50-80 1:50-70 1:50-100 1:150-500 1:150-500 1:150-500 1:50-70 1:150-500 1:150-500 1:150-500 1:50-70 Опрыскивание 1-2 на 5000 растений 1:150-300 Опрыскивание 2-3л на 5000 растений 1:150-300 Опрыскивание 2-3л на 5000 растений 1:150-300 Семена 2,5 мл на 1кг семян Замачивание кассет перед пикировкой 3-4л на га или на 100000 растений После высадки рассады Опрыскивание 1-2 л/га или на 10000 растений Опрыскивание л/га 1:100-400 1:100-500 Прикорневой полив 10-30 мл на 1дерево Опрыскивание 3 л на 1000 деревьев Опрыскивание 5-6 л на 1000 деревьев Опрыскивание 4-5 л на 1000 деревьев Опрыскивание 4-5 л на 1000 деревьев Прикорневой полив 10-30 мл на 1дерево 1:50-100 1:200-300 1:50-100 Фаза завязывания кочана В начале сокодвижения Перед роспуском листовых почек. Плодовые деревья Семечковые, косточковые и цитрусовые Опрыскивание 1-2 л/га В период бутонизации - начала цветения Через 10 дней после окончания цветения За 10-12 дней перед уборкой плодов Через 10 дней после снятия плодов 1:100-200 1:200-300 1:100-200 1:100-200 1:50-100 142 продолжение Приложения А Декоративные деревья лиственные Ягодные кустарники Декоративные кустарники Лук всех видов и чеснок Перед роспуском листовых почек. При распускании листьев весной В течение всего периода вегетации через 21-28 дней Весной при роспуске листьев В период бутонизации цветения Через 10 дней после окончания цветения Замачивание корневой системы саженцев 3ч. Перед роспуском листовых почек. При распускании листьев весной В течение всего периода вегетации через 21-28 дней Семена Обработка луковиц перед посадкой В начале вегетации В период сокодвижения Виноград В фазе роста побегов и соцветий. В фазе роста ягод Земляника В начале весенней вегетации В период цветения По окончании сбора ягод Зеленные культуры: петрушка, укроп, салат листовой, кресс-салат, салат кочанный, базилик, кориандр, сельдерей, шафран, тархун. Газонные травы и цветы Семена В фазе всходов Через 12-14 дней после первой обработки В начале весенней вегетации В течение всего периода вегетации через 12-15 дней Опрыскивание 8-10 мл на 10-20л воды Опрыскивание 8-10 мл на 10-20л воды 1:200-500 Опрыскивание 8-10 мл на 10-20л воды 1:100-500 Опрыскивание 2-3 мл на 1 куст Опрыскивание 3-4 мл на 1 куст Опрыскивание 4-5 мл на 1 куст 1:200-500 1:100-200 1:100-500 1:100-500 50 мл на 10л воды 1:200 Опрыскивание 8-10 мл на 10-20л воды Опрыскивание 8-10 мл на 10-20л воды 1:100-500 Опрыскивание 8-10 мл на 10-20л воды 1:100-500 2,5мл на 1кг семян 2,0л на 1 т луковиц 4-5л на 100000 растений Опрыскивание 2-3л на 1000 кустов Опрыскивание 2-3л на 1000 кустов Опрыскивание 3,5-5,5 л на 1000 кустов Опрыскивание 1-2 л/га Опрыскивание 3 л/га Опрыскивание 3-4л на 1000 кустов 2мл на 1кг семян 1:100-500 1:10-80 1:100-300 1:100-500 1:200-300 1:200-300 1:100-500 1:100-500 1:100-500 1:100-500 1:100-500 Опрыскивание 1-2 л/1га 1:100-500 Опрыскивание 1-2 л/га 1:80-500 Опрыскивание 1-2 л/га 1:100-500 Опрыскивание 1-2 л/га 1:100-500 143 продолжение Приложения А Цветы однолетние, Цветы многолетние Декоративные хвойные растения Семена В начальный период вегетации С периодичностью 12-15 дней в течение всего периода вегетации При посадки саженцев Весной в начале вегетации В течение всего периода вегетации через 15-20 дней 2мл на 1кг семян 1:100-300 Опрыскивание 1 л/га 1:350-1500 Опрыскивание 1-2 л/га 1:350-1500 Прикорневой полив Опрыскивание 5-7мл на одно растение 1:100-150 1:100-150 Прикорневой полив 80-100мл на растение 1:100-150 Подкормка методом прикорневого полива и капельного орошения, открытый и защищенный грунт, все культуры В течение всего периода вегетации через 15-20 дней Прикорневой полив 10-15 л/1000 л. 1:100-1:150 Пожнивные остактки, солома Внесение совместно с целюллозоразрушающими биопрепаратами и азотными удобрениями перед заделкой в почву 0,5-1 л /га 1:200-1:300 144 Приложение Б 145 Приложение В Программный код управления установкой УДЭ-01 //#define CONSOLE_DEBUG const int batcherPin = 3; // Дозатор const int screwPin = 2; // Шнек const int screwEfficientTimeout = 1000; // время, по истечении которого камера опустеет const int shfPin = 4; // СВЧ-магнетрон const int tankToShfTime = 500; // Время, за которое зерно добирается по шнеку от начальной ёмкости до СВЧ-магнетрона const int shfToPelltizer = 500; // Время, за которое зерно добирается по шнеку СВЧ-магнетрона до дражератора const int ultrasoundEmitterPin = 5; // УЗИ-излучатель const int ultrasoundTimeout = 1000; // Время работы УЗИ const int pelltizerTrierPin = 8; // Триер дражиратора const int pelltizerEnginePin = 9; // Привод дражиратора const int cornTankFullPin = 7; // Датчик заполнения ёмкости с зерном const int tankFullTimeout = 600; const int pelltizerTimeount = 4800; // Время работы дражиратора unsigned long screwStartMillis = 0; unsigned long cornTankMillis = 0; int cornTankState = 0; void doCornTank(){ switch (cornTankState){ case 0: //Initial: #ifdef CONSOLE_DEBUG Serial.print("Initial \n"); #endif digitalWrite(batcherPin, HIGH); cornTankMillis = millis(); break; case 1: //BatcherOn: #ifdef CONSOLE_DEBUG Serial.print("BatcherOn \n"); #endif if (digitalRead(cornTankFullPin) == LOW) return; //if (millis() - cornTankMillis < pelltizerTimeount) // return; digitalWrite(batcherPin, LOW); digitalWrite(ultrasoundEmitterPin, HIGH); cornTankMillis = millis(); 146 break; case 2: //UltrasoundOn: #ifdef CONSOLE_DEBUG Serial.print("UltrasoundOn \n"); #endif if (millis() - cornTankMillis < ultrasoundTimeout) return; digitalWrite(ultrasoundEmitterPin, LOW); digitalWrite(screwPin, HIGH); cornTankMillis = millis(); break; case 3: //ScrewOn: #ifdef CONSOLE_DEBUG Serial.print("ScrewOn \n"); #endif if (millis() - cornTankMillis < tankToShfTime) return; digitalWrite(shfPin, HIGH); cornTankMillis = millis(); //if (screwStartMillis == 0) // Записываем время включения шнека screwStartMillis = cornTankMillis; break; case 4: //ShfOn: #ifdef CONSOLE_DEBUG Serial.print("ShfOn \n"); #endif if (millis() - cornTankMillis < screwEfficientTimeout) return; digitalWrite(shfPin, LOW); cornTankMillis = millis(); break; case 5: //ShfOff: #ifdef CONSOLE_DEBUG Serial.print("ShfOff \n"); #endif if (millis() - cornTankMillis < shfToPelltizer) return; digitalWrite(screwPin, LOW); screwStartMillis = 0; break; } if (++cornTankState == 6) cornTankState = 0; 147 } unsigned long pelltizerMillis = 0; int trierOn = 0; void doPelltizer(){ if (pelltizerMillis == 0){ #ifdef CONSOLE_DEBUG Serial.print("Pelltizer Off \n"); #endif if ((screwStartMillis > 0) && (millis() - screwStartMillis >= tankToShfTime + shfToPelltizer)){ // Шнек включен и с этого момента прошло время, достаточное для того чтобы доезало первое зерно digitalWrite(pelltizerEnginePin, HIGH); trierOn = 1; pelltizerMillis = millis(); } } else{ #ifdef CONSOLE_DEBUG Serial.print("Pelltizer On \n"); #endif if (screwStartMillis == 0){ if (millis() - pelltizerMillis >= pelltizerTimeount){ digitalWrite(pelltizerEnginePin, LOW); trierOn = 0; pelltizerMillis = 0; } } else{ // Продляем, если не успели выключить, перед новой порцией pelltizerMillis = millis(); } } } int trierLedOn = 0; unsigned int trierMillis = 0; unsigned int trierTimeout = 100; void doTrier(){ if (trierOn){ if (millis() - trierMillis >= trierTimeout){ trierMillis = millis(); trierLedOn = !trierLedOn; if(trierLedOn) 148 digitalWrite(pelltizerTrierPin, HIGH); else digitalWrite(pelltizerTrierPin, LOW); } } else{ if (trierLedOn){ digitalWrite(pelltizerTrierPin, LOW); trierLedOn = 0; } } } void setup() { pinMode(batcherPin, OUTPUT); pinMode(screwPin, OUTPUT); pinMode(shfPin, OUTPUT); pinMode(ultrasoundEmitterPin, OUTPUT); pinMode(pelltizerTrierPin, OUTPUT); pinMode(pelltizerEnginePin, OUTPUT); pinMode(cornTankFullPin, INPUT); Serial.begin(9600); while (!Serial) { ; } } void loop() { doCornTank(); doPelltizer(); doTrier(); } 149 Приложение Г Отчет о патентных исследованиях № п/ п 1 Наименова ние 2 СПОСОБ ПРИГОТО ВЛЕНИЯ ПРОДУКТ А ПИТАНИЯ С ТЕПЛОЧУ ВСТВИТЕ ЛЬНОЙ ОБОЛОЧК ОЙ Номер патента Способ 2283562 дражирован ия семян 2450530 Номер заявки Формула изобретения 2003118106/12, 1. Способ дражирования семян, 16.06.2003 включающий подачу на семена органоминеральной смеси с наполнителем, формирование на них оболочки из смеси обкаткой, нанесение на оболочку бентонитовой глины и сушку семян, отличающийся тем, что в качестве наполнителя в смеси используют измельченный вспученный перлит с насыпной плотностью 70-150 кг/м и размером частиц 0,01-0,25 мм, при этом компоненты смеси перемешивают с водой до получения однородной массы перед подачей на семена. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что компоненты смеси перемешивают с водой в соотношении 10:1. 2010135778/13, 1. Способ приготовления покрытого 26.01.2009 оболочкой продукта питания, включающий последовательные этапы: a) предварительного покрытия центральной части продукта тестом таким образом, что указанное тесто составляет от около 10 мас.% до около 15 мас.% предварительно покрытого продукта питания, b) предварительного обжаривания указанного предварительно покрытого продукта питания до содержания влаги в центральной части продукта от около 3 мас.% до около 4 мас.%, c) дражирования центральной части продукта теплочувствительной оболочкой для приготовления покрытого оболочкой продукта питания и d) термической обработки указанной покрытой центральной части продукта до содержания влаги в центральной части продукта менее чем около 3 мас.%. 2. Способ по п.1, в котором указанный продукт питания содержит один или несколько орехов, выбранных из миндаля, бразильского ореха, ореха макадамия, арахиса, ореха пекан, грецкого ореха, фисташек, сушеного нута и кешью. 150 3. Способ по п.1, в котором центральная часть продукта питания на этапе а) имеет содержание влаги менее чем около 7 мас.%. 4. Способ по п.1, в котором указанный продукт питания на этапе а) содержит сушеный продукт питания со значением активности воды Aw от около 0,25 до около 0,85. 5. Способ по п.1, в котором указанная теплочувствительная оболочка содержит белковые ингредиенты или ингредиенты на фруктовой основе. 6. Способ по п.1, в котором указанный предварительно покрытый продукт питания дополнительно содержит теплочувствительное покрытие. 7. Способ по п.1, в котором указанная термическая обработка на этапе d) включает температуру печи не менее чем 280°F, и в частности, этап d) может включать двухэтапный профиль печи, при котором указанный продукт питания подвергают термической обработке при первом уровне температуры печи от около 290°F до 330°F до содержания влаги в центральной части продукта от около 4 мас.% до около 7 мас.%, а при втором уровне температуры менее чем около 280°F до содержания влаги в продукте питания менее чем 3 мас.%, или в частности, этап d) может включать двухэтапный профиль печи, при котором указанный продукт питания подвергают термической обработке на первом этапе до содержания влаги в центральной части продукта питания от около 4 мас.% до около 7 мас.%, а на втором этапе при температуре менее чем около 330°F до содержания влаги в продукте питания менее чем около 3 мас.%. 8. Способ по п.1, в котором указанное дражирование на этапе с) включает первое покрытие с теплочувствительной оболочкой с последующим нанесением множества оболочек не теплочувствительного покрытия, в котором указанная термическая обработка на этапе d) включает температуру печи менее чем 180°F. 151 3 СПОСОБ 2463760 СТИМУЛЯ ЦИИ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИ Й СОИ 4 СПОСОБ ДРАЖИРО ВАНИЯ СЕМЯН 5 УСОВЕРШ 2287943 ЕНСТВОВ АННЫЙ СПОСОБ ТВЕРДОГО ДРАЖИРО ВАНИЯ 2003118 106 2011109298/13, Способ стимуляции роста и развития 11.03.2011 растений сои, включающий использование стимулирующего вещества, содержащего гуанидин, при обработке семян перед посевом, отличающийся тем, что активизация симбиотрофного процесса осуществляется путем предпосевного инокулирования семян методом инкрустации с использованием водного раствора КПИС - комплекса препаратов для инкрустирования семян, и ПМАГ полиметакрилатгуанидина с молекулярной массой 500 тыс. усл. ед., с концентрацией 0,05-0,5% при расходе рабочего раствора 10-15 л на 1 т семян. 2003118106/12, 1. Способ дражирования семян, при 16.06.2003 котором готовят смесь для дражирования, включающую наполнитель и воду, подают ее в дражиратор с семенами и формуют оболочку на семенах обкаткой, отличающийся тем, что готовят смесь с наполнителем из вспученного перлитового сырья, при этом перед подачей компоненты смеси перемешивают с водой. 2. Способ дражирования по п.1, отличающийся тем, что используют вспученное перлитовое сырье с насыпной плотностью 70-150 кг/м3. 2003105240/04, 1. Способ твердого дражирования, 21.06.2002 включающий стадию нанесения дражировочного сиропа с мальтитом или изомальтом и, по меньшей мере, одним связующим, отличающийся тем, что связующее частично или полностью представляет собой сироп или порошок сорбита, что уменьшает хрупкость дражированных изделий, при этом указанный дражировочный сироп содержит 1-5 вес.% сухого вещества сиропа или порошка сорбита. 2. Способ твердого дражирования по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно включает стадию добавления порошкового мальтита или изомальта с чистотой свыше 90 вес.%, предпочтительно, свыше 95 вес.%, при этом указанные стадии нанесения покрытия и добавления порошка проводятся в любой последовательности. 3. Способ по любому из пп.1 и 2, 152 6 СПОСОБ ДРАЖИРО ВАНИЯ СЕМЯН ПОДСОЛН ЕЧНИКА 2451443 отличающийся тем, что указанное связующее выбирают из группы, состоящей из гуммиарабика, гуммиталя, желатина, модифицированных целлюлозы и крахмалов, декстринов, мальтодекстринов и разветвленных мальтодекстринов, взятых отдельно или в смеси. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что указанное связующее представляет собой сухое вещество указанного дражировочного сиропа, взятого в количестве до 15 вес.%. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что дражируемое изделие представляет собой пищевой, ветеринарный, фармацевтический или диетический продукт, семена или зерна, порошкообразное удобрение или добавку на основе дрожжей, микроорганизмов, витаминов, ароматических веществ, духов, кислот, подсластителей или активных ингредиентов. 6. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что указанный дражировочный сироп содержит по отношению к его сухому растворимому веществу по меньшей мере 80 вес.%, предпочтительно, по меньшей мере, 88 вес.%, мальтита или изомальта. 2010129269/13, 1. Способ дражирования семян 15.07.2010 подсолнечника путем смачивания их поверхности растворами, в том числе содержащими питательные элементы, отличающийся тем, что семена смачивают раствором нитрата кальция, затем жидким комплексным удобрением (ЖКУ) марки 10-34-0 или 11-36-0, после чего опудривают калимагнезией. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нитрат кальция используют в количестве 0,1-1,0% от веса семян, ЖКУ 0,1-0,5% от веса семян, калимагнезию 0,1-0,5% от веса семян. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно опудривают карбонатом кальция в количестве 0,1-0,3% от веса семян. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в раствор нитрата кальция добавляют гумат в количестве 0,01-0,1% от веса семян. 153 7 8 9 СПОСОБ ИСПОЛЬЗ ОВАНИЯ НЕФТЯНЫ Х ПАРАФИН ОВ ПРИ ИНКРУСТ АЦИИ СЕМЯН КУКУРУЗ Ы СПОСОБ ДРАЖИРО ВАНИЯ СЕМЯН ПОДСОЛН ЕЧНИКА 2480976 Устройство для предпосевн ой обработки семян 54284 2010129 269 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что драже сушат при температуре 40-50°С. 2011149326/13, Способ использования нефтяных 02.12.2011 парафинов при инкрустации семян кукурузы, включая обработку и дражирование с применением глины и стимуляторов роста, отличающийся тем, что семена обволакивают смесью мелассы и измельченного зерна бобовых культур с последующим покрытием глиной диалбекулит, смешанной с нефтяными парафинами при температуре их плавления в соотношении 1:1. 2010129269/13, 1.Способ дражирования семян 15.07.2010 подсолнечника путем смачивания их поверхности растворами, в том числе содержащими питательные элементы, отличающийся тем, что семена смачивают раствором нитрата кальция, затем жидким комплексным удобрением (ЖКУ) марки 10-34-0 или 11-36-0, после чего опудривают калимагнезией. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нитрат кальция используют в количестве 0,1-1,0% от веса семян, ЖКУ 0,1-0,5% от веса семян, калимагнезию 0,1-0,5% от веса семян. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно опудривают карбонатом кальция в количестве 0,1-0,3% от веса семян. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в раствор нитрат кальция добавляют гумат в количестве 0,01-0,1% от веса семян. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что драже сушат при температуре 40-50°С. 2005140780/22, Устройство для предпосевной обработки 26.12.2005 семян, содержащее рабочую камеру, конвейер, источник СВЧ-мощности, отличающийся тем что конвейерная лента выполнена в виде ячеек с поперечными и продольными бортиками, при этом выгрузная часть бункера выполнена равной ширине конвейерной ленты, а вход и выход рабочей камеры выполнены таким образом, чтобы наружное поперечное сечение конвейерной ленты было равно внутреннему сечению входа и выхода рабочей камеры, при этом над конвейерной лентой и бункером выгрузки 154 10 УСТАНОВ 2278491 КА ДЛЯ ПРЕДПОС ЕВНОЙ ОБРАБОТК И СЕМЯН 11 СПОСОБ 2344590 СВЧОБРАБОТК И СЕМЯН 12 УСТРОЙС 2495555 ТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕН ИЯ СЕМЯН ШИШЕК ХВОЙНЫХ КУЛЬТУР И ИХ ПРЕДПОС ЕВНОЙ ОБРАБОТК И установлен вибратор. 2004128767/12, Установка для предпосевной обработки 28.09.2004 семян, включающая конденсатор в виде двух изолированных электродных пластин для обработки семян в электрическом поле и высоковольтный трансформатор, вход которого соединен с регулируемым статическим преобразователем частоты, отличающаяся тем, что конденсатор снабжен обмоткой, размещенной с его внешней стороны, при этом электродные пластины конденсатора подключены к высоковольтному трансформатору через обмотку, последовательно включенную с выходом высоковольтного трансформатора. 2006136780/13, Способ СВЧ-обработки семян, 16.10.2006 отличающийся тем, что семена облучаются СВЧ-излучением сверхнизкой интенсивности 10-8 -10-10 Вт/м2 с диапазоном частот 2400-2580 МГц, а время облучения варьирует от 6 до 12 ч. 2012113233/13, 1. Установка для получения семян шишек 04.04.2012 хвойных культур и их предпосевной обработки, содержащая сортировочный барабан, камеру сушки шишек подогретым воздухом с устройством для открывания решетчатых створок стеллажей, транспортеры для подачи шишек в камеру сушки и отбивочный барабан, отличающаяся тем, что она снабжена емкостью для водной сепарации семян и емкостью с двумя отделениями для выделенных при сепарации жизнеспособных семян и водного раствора для обеззараживания и стимулирования семян, при этом нижняя ступень камеры сушки шишек включает камеру СВЧ-обработки семян, которая герметично соединена с транспортирующим устройством с установленным над ним распылителем, герметично соединенным с отделением емкости для водного раствора, другое отделение которой герметично соединено с транспортирующим устройством. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для подачи шишек в камеру сушки используют ленточные транспортеры с приводом. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для открывания 155 13 СПОСОБ 2010114 СВЧ 525 ОБРАБОТК И СЕМЯН 14 УСТРОЙС 2012111 ТВО ДЛЯ 630 СВЧ ПРЕДПОС ЕВНОЙ И ПОСЛЕУБ ОРОЧНОЙ ОБРАБОТК И СЕМЯН решетчатых створок стеллажей камеры сушки выполнено в виде трособлочной системы. 2010114525/13, 1.Способ СВЧ обработки семян при 12.04.2010 облучении их СВЧ-излучением сверхнизкой интенсивности 10-8-10-10 Вт/м 2 с диапазоном частот 2400-2580 МГц и временем облучения от 6 до 12 ч, отличающийся тем, что время замачивания семян в зависимости от режима облучения выбирается в интервале от 12 до 36 ч. 2. Способ СВЧ обработки семян по п.1, отличающийся тем, что режимы облучения подбирают в зависимости от технологических процессов и сельскохозяйственных культур, тем самым увеличивая либо интенсивность ростовых процессов, либо всхожесть и энергию прорастания семян. 2012111630/13, Устройство для СВЧ предпосевной 26.03.2012 обработки семян, содержащее основание, загрузочный и приемный бункеры, источник СВЧ-энергии и ленточный транспортер с приводом, отличающееся тем, что в СВЧ-камеру конструктивно входит увлажнитель, где в верхней части его корпуса установлен телескопический стакан, внутри которого расположен распределитель с возможностью вращения и жестко связанный с дисками и распылителем, при этом в рабочей зоне СВЧ-камеры между верхней и нижней лентами транспортера под СВЧизлучателями установлен направляющий воздуховод, внутри которого крепится воздухоотсекатель-распределитель с целью распределения теплого воздушного потока, поступающего в рабочую зону 1/3 по всей длине рабочей зоны электромагнитной энергии, излучаемой рупорами. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что семенной распределительный диск жестко связан с распылителем, причем приводы распределительного диска и распылителя связаны с синхронизирующим управляющим устройством, обеспечивающим одинаковую их частоту вращения, а задающим является двигатель привода дисков распределителей. 156 15 Система предпосевн ой обработки семян льна 16 УСТАНОВ 61496 КА ДЛЯ ПРЕДПОС ЕВНОЙ ОБРАБОТК И СЕМЯН ЭЛЕКТРО МАГНИТН ЫМ ПОЛЕМ СВЕРХВЫ СОКОЙ ЧАСТОТЫ 17 СПОСОБ ОБЕЗЗАРА ЖИВАНИЯ СЕМЯН ХЛОПЧАТ НИКА ПЕРЕД ПОСЕВОМ 45224 2315461 2004132464/22, Система предпосевной обработки семян, 09.11.2004 содержащая последовательно соединенные по потоку семян приемное устройство, бункер, автоматические весы, бункер временного хранения, всевыбойный аппарат, мешкозашивочную машину, отличающуюся тем, что она дополнительно снабжена СВЧустановкой, установленной между бункером для увлажнения и бункером для хранения семян. 2006136816/22, 1. Установка для предпосевной обработки 17.10.2006 семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты, содержащая источник электромагнитного излучения, рабочую камеру и транспортирующее устройство, отличающаяся тем, что рабочая камера выполнена в виде эллипсоида вращения, в одном из фокусов которого установлен источник электромагнитного излучения выполненный в виде рупора, соединенного волноводом с СВЧгенератором, а в другом размещены семена, подлежащие обработке и перемещаемые транспортирующим устройством. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что транспортирующее устройство выполнено в виде ленточного транспортера. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что СВЧ-генератор выполнен с применением магнетрона. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что СВЧ-генератор выполнен с применением клистрона 2006118072/13, Способ обеззараживания семян 25.05.2006 хлопчатника перед посевом, включающий обработку водным раствором со стимуляторами, обволакивание влажных семян цеолитосодержащими глинамиирлитами, отличающийся тем, что перед посевом в течение 5-8 мин семена увлажняют спиртовой бардой в количестве 2-3 л/га, после чего их подвергают обработке СВЧ-полем мощностью излучения 300-400 Вт в течение 10-30 с с последующим обволакиванием ирлитами в количестве 56 кг/га. 157 18 СПОСОБ ВЫРАЩИ ВАНИЯ ЛЬНАДОЛГУНЦ А 2425481 19 СПОСОБ ВЫРАЩИ ВАНИЯ ЛЬНАДОЛГУНЦ А 2006101 952 20 СПОСОБ ВОЗДЕЛЫ ВАНИЯ ЛЬНА МАСЛИЧН ОГО 2011147 922 21 ДРАЖИРА ТОР 2189713 2010106720/21, Способ выращивания льна-долгунца, 24.02.2010 включающий предпосевную обработку семян средством, содержащим 10-13% борной кислоты, в дозе 5-12 литров на 1 тонну семян, отличающийся тем, что предпосевную обработку семян льнадолгунца осуществляют средством, дополнительно содержащим 0,0050,0005% гуминового стимулятора роста растений, полученного щелочным гидролизом низинного торфа водным раствором аммиака в присутствии перекиси водорода. 2006101952/12, Способ выращивания льна-долгунца, 24.01.2006 включающий осеннюю основную и весеннюю предпосевную обработку почвы, предпосевную обработку семян, посев высококачественными семенами, уход за посевами, уборку, отличающийся тем, что уход за посевами осуществляют посредством основной и дополнительной обработки растений смесью солей тритерпеновых кислот и нейтральных компонентов, выделенных из древесной зелени пихты, с нормой расхода препарата при обработках 50-150 мг/га, при норме расхода жидкости 200-400 л/га. 2011147922/13, Способ возделывания льна масличного, 24.11.2011 включающий предпосевную обработку семян микроэлементами и стимуляторами роста, отличающийся тем, что семена перед посевом обволакивают отработанной тамбуканской грязью в соотношении 2:1, а в период вегетации в фазу «елочка» осуществляют подкормку смесью отработанной тамбуканской грязи и мелассы - отхода сахарного производства, в соотношении 1:1 с добавлением гербицида Центурион и биопрепарата Амбиол. 2001103502/13, Дражиратор, содержащий торообразный 05.02.2001 барабан, установленный с возможностью вращения вокруг оси, станину и привод, отличающийся тем, что во внутреннем объеме торообразного барабана размещен вспомогательный барабан, выполненный из эластичного материала, имеющий криволинейную образующую и ось, параллельную оси вращения торообразного барабана, причем вспомогательный барабан установлен с 158 22 ДРАЖИРА ТОР 2195099 99124455/13, 22.11.1999 23 СМЕСИТЕ ЛЬДРАЖИРА ТОР СЕМЯН 2102849 96117230/13, 27.08.1996 возможностью изменения расстояния между осями барабанов. Дражиратор, содержащий дражировочный барабан с направляющими, выполненный из двух камер: конической и закрепленной на ее торце тороидальной, привод вращения, дозатор сыпучих материалов и устройство для подачи связующего раствора, отличающийся тем, что дражировочный барабан установлен в подшипниках и соединен с приводом вращения, а коническая камера выполнена с входной цилиндрической частью со спиральными ребрами, при этом направляющие выполнены в виде спиралей желобообразной формы и установлены на внутренней поверхности конической камеры. 1.Смеситель-дражиратор семян, содержащий загрузочный и разгрузочный патрубки, установленный на валу рабочий орган, выполненный в виде закрепленных на диске с противоположных сторон соосных спиралей, которые имеют противоположные навивки с полуовальной формой в сечении и ограничены стенками, при этом в зоне расположения концов спиралей в диске выполнено окно для пересыпания гранул из одной спирали в другую, отличающийся тем, что ширина навивки спирали от оси вращения к периферии сужается. 2. Смеситель-дражиратор по п.1, отличающийся тем, что стенки рабочего органа выполнены неподвижными и на них ниже оси вала установлены импульсные регулируемые системы подачи покрывающего материала, например форсунки.

Диссертация - Санкт-Петербургский государственный аграрный

Products

Support

Диссертация - Санкт-Петербургский государственный аграрный

Add this document to collection(s)

Add this document to saved

Suggest us how to improve StudyLib