Архив статей журнала
Технология термообработки мясных отходов, обеспечивающая сохранение ценности кормового продукта, относится к энергозатратному производству. Для реализации этой технологии на агропредприятиях используется различное оборудование, в частности сверхвысокочастотные установки. Представлены результаты исследования, проведенного с целью интенсификации процесса термообработки жиросодержащих мясных отходов в установке непрерывно-поточного действия, реализующей микроволновую технологию. Разработана установка с СВЧ энергоподводом в тороидальный резонатор с электроприводным внутренним цилиндром с керамическими вогнутыми отсеками, обеспечивающая равномерность распределения электрического поля бегущей волны, позволяющая обеззараживать продукт и обеспечивать электромагнитную безопасность без дополнительного экранирующего корпуса с запредельными волноводами. Эффективные режимы работы установки: удельная мощность генератора - 2,7 Вт/г; продолжительность воздействия ЭМПСВЧ - 6-8 мин; напряженность электрического поля - 2-6 кВ/см; температура нагрева продукта - 108-110 °С; производительность установки - 20,0-24,5 кг/ч; собственная добротность тороидального резонатора - 57 000. Результаты исследования электродинамических параметров с использованием программы CAD/CAE-системы CST Microwave Studio 2017 с достаточной доверительностью (0,95) совпадают со значениями, полученными с помощью теоретических формул. При собственной добротности тороидального резонатора 57 000, напряженность электрического поля в конденсаторной части резонатора составляет 6 кВ/см. Неферромагнитный внутренний электроприводной цилиндр с керамическими вогнутыми отсеками обеспечивает непрерывный режим при равномерной загрузке сырья в тороидальный резонатор. В его конденсаторной части возбуждается электрическое поле высокой напряженности, а это интенсифицирует процесс термообработки жиросодержащего сырья с вытопкой жира, следовательно, снижаются эксплуатационные затраты при сохранении потребительских свойств жира и шквары.
Смешивание является сложным процессом, который зависит от физико-механических свойств смешиваемых материалов, конструкции смесителя и режимов его работы. На основе анализа физико-механических свойств белково-минерально-витаминных добавок (БМВД) для кормления КРС сделан вывод, что для их приготовления следует применять центробежный смеситель с радиальной лопастной мешалкой. Для обоснования интервала варьирования времени смешивания в ходе эксперимента изменяли время смешивания от 30 до 240 секунд с интервалом в 30 с и угол установки лопасти от 30 до 60° относительно горизонтальной плоскости с интервалом 15°. Окружная скорость на краю лопасти составляла 11 м/с для всех вариантов опытов. Смесь имела общую массу 27,27 кг и состояла из 27 кг основного компонента и 0,27 кг ключевого компонента. Отвечающая зоотехническим требованиям неоднородность смеси менее 10% может быть получена уже по истечении 60 с от начала работы смесителя при углах установки лопасти 30° и 60°, а при угле 45° - по истечении 90 с. Удельная энергоемкость при угле установки лопасти 30° составляет 1,34 кВт·ч/т, что на 28,7 и 46,8% меньше, чем при углах 60° и 45° соответственно. Наилучшее качество смеси - 2,0% неоднородности - достигается при длительности смешивания 240 с и угле установки лопасти 30°, при этом удельная энергоемкость составляет 5,38 кВт·ч/т. Близкое к этому качество смеси - 2,69% неоднородности - достигается при угле установки лопасти 45° и длительности смешивания 120 с, при этом удельная энергоемкость составляет 3,36 кВт·ч/т. Достижение высокого качества смеси, соответствующего зоотехническим требованиям, при длительности смешивания не более 120 с позволяет обосновать интервал варьирования времени смешивания БМВД в центробежном смесителе с радиальной лопастной мешалкой, при этом за верхний уровень варьирования следует принять длительность смешивания 150 с.
В настоящее время в России активно развиваются такие отрасли сельского хозяйства, как животноводство, в том числе птицеводство. При этом образуется все больше побочной продукции этих отраслей, а именно навоза и помета, и, как следствие, обостряется проблема их переработки и утилизации. Одним из наиболее предпочтительных, на наш взгляд, способов переработки навоза и помета, является их ферментация в биореакторах, в результате которой получают концентрированные твердые органические удобрения (КТОУ), которые содержат все необходимые растениям питательные элементы. Такие удобрения рационально применять при производстве продукции растениеводства, особенно при возделывании культурных растений по органическим технологиям, так как согласно ГОСТ 33980-2016 накладываются ограничения на дозу вносимых удобрений в размере 170 кг/га в год. В настоящее время на отечественном рынке сельскохозяйственной техники практически отсутствуют машины, с помощью которых можно вносить такие виды удобрений в малых дозах без снижения качества выполняемых работ. Сотрудниками Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиала ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» разработана конструкция машины для внесения концентрированных твердых органических удобрений. Проведен теоретический расчет конструктивных параметров дозирующей системы машины и разработана лабораторная установка с целью подтверждения и корректировки полученных данных. Обработка экспериментальных данных, полученных в ходе исследований, показала, что оптимальными конструктивными параметрами предложенного шнека - рабочего органа дозирующей системы машины для локального внесения КТОУ - являются следующие: диаметр шнека - 125 мм, шаг навивки - 125 мм.
Анализ тенденций развития современных тракторов и комбайнов показывает, что одним из главных направлений повышения их технического уровня является применение в конструкции электроприводов рабочих органов и трансмиссий. Представлены результаты исследований, выполненных с целью обоснования параметров и режимов работы электроприводов базовых рабочих органов селекционного комбайна на основе схемы энергобаланса. В качестве объекта экспериментальных исследований выбран селекционный зерноуборочный комбайн Сlassic производства компании Wintersteiger. Исследования проводились в лабораторных условиях ФГБНУ ФНАЦ ВИМ с применением электрических тормозных стендов GPF-17-b. Определение параметров электроприводов, расчет их энергетического баланса и режимов работы позволили обосновать типоразмерный ряд необходимых электродвигателей для переоборудования приводов базовых рабочих органов и силовой передачи комбайна. Проведенные расчеты показали, что для привода режущего аппарата жатки необходим асинхронный электродвигатель (АД) мощностью не менее 2,1 кВт и частотой вращения 800 об/мин; для привода мотовила - АД мощностью не менее 1,51 кВт, который обеспечит качественную подачу срезанной порции стеблей на рабочий стол жатки, и механический редуктор для поддержания частоты вращения мотовила в диапазоне от 20 до 40 об/мин; для привода молотильного барабана - АД мощностью не менее 5,13 кВт, обеспечивающий диапазон частоты вращения от 360 до 1250 об/мин в соответствии с технологическими требованиями, регламентирующими процесс обмолота сельскохозяйственных культур. Обоснованные параметры и режимы работы электромеханических приводов позволят в первую очередь повысить производительность комбайна на 10-15%, контролировать и распределять нагрузку на рабочие органы в процессе работы комбайна, предохраняя их от повреждений и выхода из строя. Кроме того, при использовании электроприводов снижаются затраты на нефтепродукты и, как следствие, себестоимость убираемых культур.
Описан опыт разработки, создания и использования инкубатора зонального нагрева яиц птиц, основанный на характерных для процессов естественной инкубации температурных параметрах и обеспечивающий термоградиент содержимого яиц в процессе инкубации за счет создания теплой и холодной зон скорлупы яиц. В экспериментальной модели инкубатора верхняя часть скорлупы контактировала с эластичной мембраной емкости с теплоносителем, а нижняя - с поверхностью подвижного необогреваемого пола лотка. В качестве теплоносителя использовали воду, позволяющую за счет высокой теплоемкости снизить динамику колебаний температуры при нагреве и охлаждении, а также устранить влияние инертности термодатчика и нагревательного элемента на температуру теплоносителя, что позволило снизить диапазон колебаний температуры теплоносителя до 0,1 °С. Температура теплоносителя устанавливалась эмпирически по данным беспроводного четырехзонного датчика температуры, использованного ранее для получения данных о температурном режиме яиц в процессе естественной инкубации. Предустановленная температура теплоносителя составила 39,8 ºС. В процессе инкубации для регулировки температуры теплоносителя внешние термодатчики контроля температуры поверхности зоны контакта емкости с теплоносителем со скорлупой яиц не использовали. Для поворота яиц применяли подвижный пол, обеспечивающий угол поворота яиц более 180°. Вариабельность угла поворота обеспечивалась применением шатунного механизма. Применение зональной блокировки газообмена через участки скорлупы, контактирующие с мембраной нагревателя, позволило исключить компоненты поддержания влажности воздуха. Для повышения надежности отдельных узлов инкубатора использовали модульные компоненты без центрального управляющего контроллера. Срок автономной работы при прекращении электроснабжения - 8 часов. Выводимость яиц серого гуся составила 100%.
На большинстве современных транспортных средств для управления применяется кинематический способ поворота, который реализуется, как правило, поворотом управляемых колес относительно остова. Для обеспечения правильной кинематики поворота, безопасности движения при маневрировании машина оснащается рулевым приводом, при этом определенным геометрическим параметрам деталей рулевого привода соответствуют вполне конкретные кинематические характеристики поворота. Представлены результаты исследования, проведенного с целью согласования геометрических и кинематических характеристик криволинейного движения колесного транспортного средства. Получены и подтверждены сравнением с результатами ранее проведенных исследований основные аналитические выражения, определяющие геометрию и кинематику «чистого» качения колес транспортного средства при криволинейном движении. Расчеты, выполненные на примере трактора Беларус-80.1, показали, что изменение шкворневой колеи колесной машины приводит к искажению заложенного конструктивно соотношения между углами поворота внутреннего и наружного управляемых колес и, следовательно, к нарушению геометрических и кинематических характеристик криволинейного движения. Выявлены взаимосвязи и закономерности изменения геометрических и кинематических характеристик, определяющих криволинейное движение транспортного средства. Для того чтобы все колеса транспортного средства свободно вращались на криволинейной траектории, нормальные линии к центру каждой плоскости шины должны пересекаться в общей точке. Устройством, посредством которого можно обеспечить работу рулевого управления транспортного средства близко к соблюдению условия свободного качения колес, является четырехзвенный рычажный механизм рулевой трапеции. Для обеспечения необходимых условий свободного вращения колес при повороте транспортного средства во всем диапазоне изменения его колеи конструкция рычажного механизма рулевой трапеции должна быть спроектирована в виде многопозиционного соединения ее деталей.
Представлены результаты теоретической оценки влияния поступательной скорости движения двухосной колесной машины со всеми управляемыми колесами и угловой скорости поворота ее колес на основные характеристики кривой траектории входа в поворот. Расчеты проводились при следующих исходно-начальных параметрах, характеризующих конструктивно-геометрические и эксплуатационные особенности колесной машины: продольная база машины - 2,6 м; расстояние между осями шкворней рулевых трапеций передних и задних колес - 1,8 м; максимальные углы поворота управляемых колес - 33,5°. Установлено, что поворот двухосной колесной машины со всеми управляемыми колесами в сравнении с колесной машиной с передними управляемыми колесами при постоянных угловых скоростях поворота управляемых колес 0,195 с-1 и изменении поступательной скорости движения машины от 0,57 м/с (2,05 км/ч) до 1,78 м/с (6,41 км/ч) характеризуется увеличением максимальной абсциссы участка входа в поворот в 1,71-1,81 раза и сокращением максимальной ординаты участка входа в поворот на 1-8%; при постоянной поступательной скорости движения 1,41 м/с (5,08 км/ч) и изменении угловых скоростей поворота управляемых колес от 0,0974 до 0,292 с-1 - увеличением максимальной абсциссы участка входа в поворот в 1,57-1,77 раза и сокращением максимальной ординаты участка входа в поворот на 24,3-2,4%. Двухосная колесная машина со всеми управляемыми колесами в сравнении с колесной машиной с передними управляемыми колесами отличается значительно меньшим минимальным теоретическим радиусом поворота (в 1,68 раза), а также более коротким участком круговой кривой (в 2,54-8,81 раза короче) и, следовательно, более короткой траекторией поворота. Результаты проведенных исследований дают возможность провести выбор рациональных эксплуатационных и конструктивных параметров двухосной колесной машины со всеми управляемыми колесами исходя из оценки параметров кривой траектории переменного радиуса входа в поворот.
В ходе проведенного исследования анализировали концептуальные положения механизма действия лесомелиорации, а также технологий проектирования защитных лесных полос на землях сельскохозяйственных организаций. Особенности формирования и развития водной и ветровой эрозии рассмотрены на примере типичного для центра России Муромского района Владимирской области. Территория Владимирской области используется достаточно интенсивно, что приводит к росту деградационных процессов. По экспертным оценкам, 20% общей площади земель Владимирской области подвержены деградации, из них площадь эрозионноопасных сельхозугодий, включая эродированные, составляет 104,7 тыс. га. Процессы водной эрозии отмечены на площади 71,3 тыс. га, в том числе 62,6 тыс. га пашни. На основе анализа эрозионно-опасных земель Владимирской области проведено их зонирование. Выделены 4 зоны, которые коррелируют с природно-сельскохозяйственным зонированием. Высокий защитный эффект наблюдается у лесных полос продуваемой конструкции, когда их высота составляет 18 м, а расстояние между деревьями 3 м. Однако выявлено, что более эффективными являются защитные лесные полосы ажурной конструкции (защитные решетчатые экраны), так как снегоотложение и снегозапасы в данной системе лесных полос по сравнению с открытым пространством увеличиваются в 2-2,5 раза. Дальность влияния такой лесной полосы с наветренной стороны равна 6 ее высотам, а за пределами лесной полосы это значение увеличивается до 35 высот, при этом скорость ветрового потока сокращается на 40%. На примере ООО «Борисоглебское» Муромского района Владимирской области обосновано проведение системы лесомелиоративных мероприятий на площади 94,4 га, что в комплексе со всеми звеньями системы земледелия направлено на обеспечение надежной защиты почв от эрозии, снижение неблагоприятных последствий засух и, как следствие, рост продуктивности сельскохозяйственных угодий и урожайности основных сельскохозяйственных культур.
Представлены результаты исследований, выполненных в 2018-2021 гг. с целью изучения протекторного действия экологически безопасных препаратов природного происхождения при выращивании ежевики в условиях средней полосы России для повышения зимостойкости, регулярности плодоношения и качества ягод. Исследование проводили в различных гидротермических условиях зимних и вегетационных периодов в Орловской области. В течение трех лет наблюдений отмечены периоды как с повышенным количеством осадков, так и засушливые. Объектом изучения были растения ежевики сорта Thornfree, широко распространенного в России и отзывчивого на различные погодные факторы. Для повышения морозо- и зимостойкости ежевики, помимо укрытия агроволокном, применяли жидкое органоминеральное удобрение ПРК «Белый Жемчуг Антифриз» по двум вариантам - с обработкой и без обработки (по 10 кустов в каждом варианте). Препарат применяли в виде некорневых обработок осенью 2018, 2019 и 2020 гг. перед зимним укрытием ежевики. Перед созреванием ягод в 2020 и 2021 гг. применили дополнительно два других препарата серии ПРК «Белый Жемчуг» для повышения устойчивости растений к летним неблагоприятным условиям. Получены следующие наиболее значимые результаты: повышение морозостойкости растений на величину от 7,5% (в относительно теплую зиму 2019-2020 гг.) до 36,8% (в наиболее холодную зиму 2020-2021 гг.); своевременное созревание ягод в неблагоприятных погодных условиях вегетационного периода 2021 г.; увеличение массы ягод в среднем на 0,7-0,9 г и выравненность по сборам. Показано, что отрицательно сказывались на своевременности прохождении цветения и созревания ежевики низкие температуры в мае (во время бутонизации) и засушливые условия в августе (во время созревания ягод). Выявлен значимый для ежевики период вегетации, когда особенно важно достаточное увлажнение почвы, - это период формирования зеленых завязей перед созреванием (в зоне исследования - это июль).
Представлены результаты изучения зимостойкости гибридных семей абрикоса во время прохождения периода покоя в почвенно-климатических условиях ЦЧР. Изучено влияние недостатка увлажненности верхних слоев почвы на успешную перезимовку гибридных сеянцев абрикоса. С помощью общепринятых методик проанализировано строение корневой системы молодых растений по морфологическим признакам, глубина залегания и распределение по слоям почвы. Показано, что основная масса всасывающих корней однолетних сеянцев абрикоса расположена в поверхностном слое почвы (10-20 см). По данным Воронежского ЦГМС, проведен анализ метеорологических условий за годы исследований, оказывающих влияние на развитие сеянцев. В полевых и лабораторных условиях изучена динамика изменения запасов влаги в почве опытного участка на протяжении трех летних месяцев вегетационных периодов 2021-2022 гг. Установлено, что сеянцы абрикоса в этот период испытывали недостаток влаги. С учетом поверхностного залегания корневой системы сеянцев сделан вывод, что происходит снижение зимостойкости годового прироста при недостаточном увлажнении поверхностных слоев почвы во время вегетационного периода в условиях Воронежской области. Для сравнения и оценки зимостойкости изучаемых гибридных семей абрикоса, полученных от свободного опыления, проведена их группировка по происхождению материнского растения. С учетом степени подмерзания в зимний период однолетних сеянцев абрикоса за два года исследований осуществлена оценка зимостойкости четырех гибридных семей: 1/2020 - Сюрприз Х; 2/2020 - Триумф Х; 3/2021 - формы Крымский ранний Х; 4/2021 - Магистр Х, а также отдельных сеянцев в пределах каждой гибридной семьи. По результатам полевых и лабораторных опытов и с учетом изученных морфологических признаков и биологических особенностей строения корневой системы, оценки зимостойкости в изучаемых семьях отобраны гибридные сеянцы абрикоса с культурными признаками и высокой зимостойкостью.
Представлены результаты исследований, проведенных в Рязанской области в 2019-2022 гг. с целью определения содержания тяжелых металлов (ТМ) в дерново-подзолистых почвах, которые, занимая 1/5 площади сельскохозяйственных угодий в регионе, подвергаются техногенной нагрузке и деградации. В настоящее время при расчете уровня загрязнения почв используются ориентировочные фоновые концентрации тяжелых металлов для средней полосы России, что не всегда отражает действительную картину загрязнения. В задачи исследований входила оценка содержания тяжелых металлов в почве с дифференциацией элементов по генетическим горизонтам и расчетом местных фоновых концентраций. Особое внимание уделено содержанию валовых форм Zn, Pb, Cd (1-й класс опасности) на глубине до 1,5 м по интервалам 0,1-0,2 м. Получены следующие значения анализируемого показателя: Zn (5,4-12,8 мг/кг), Pb (2,1-7,4 мг/кг), Cd (0,031-0,081 мг/кг). Наибольшая концентрация определена в верхнем слое. Выполнено сравнение полученных расчетных фоновых значений с ориентировочными фоновыми концентрациями (ОФК) для средней полосы России, ориентировочно допустимыми концентрациями (ОДК), с содержанием ТМ в почвах северной Европы, в почвах мира (по Виноградову), в почвах США (по Шаклетту и Борнгену), а также с данными других исследований, выполненных в условиях Рязанской области. Содержание Zn, Pb, Cd в дерново-подзолистых почвах Рязанской области значительно ниже, чем в почвах мира, в частности северной Европы. Построены ряды содержания исследуемых тяжелых металлов (Zn>Pb>Cd), в том числе приоритетные ряды их содержания по интервалам. Значения Zn и Pb в отличие от Cd не превышают ориентировочные фоновые концентрации. Превышений ОДК также не выявлено. По результатам исследований предложены следующие значения местных фоновых концентраций: Zn - 8,3 мг/кг, Pb - 4,2 мг/кг, Cd - 0,053 мг/кг.
Представлен обзор источников научной литературы, позволяющий оценить патогенез болезней картофеля. Возделывание картофеля - это достаточно затратный процесс, в основе которого лежат принципы соблюдения чередования культур (севооборот), сбалансированного минерального питания и своевременной защиты от вредоносных организмов. Селекционные работы в разных странах, в том числе и в России, позволяют получить высокопродуктивные и урожайные сорта картофеля, обладающие устойчивостью к патогенокомплексу. Сортовой состав картофеля в отношении вредных объектов подразделяют на иммунные, устойчивые и восприимчивые сорта, однако все они в той или иной мере нуждаются в защите. Картофель выращивают на всей территории России. Наибольший процент посевных площадей сосредоточен в Нечерноземье (европейская часть), которое характеризуется максимально благоприятными климатическими условиями для возделывания этой культуры. По наблюдениям специалистов и данным из литературных источников, в России отмечается почти весь фитопатогенный комплекс картофеля. Опасность представляют грибные и бактериальные болезни: фитофтороз, альтернариоз, все виды парши, фузариозная сухая и фомозная гнили и др. Поражаются микозами как надземные, так и подземные органы растения. Основные экономически значимые заболевания картофеля невозможно искоренить без соблюдения комплексных мер защиты, включая применение химических препаратов направленного действия. Для получения высоких и качественных урожаев этой ценной культуры рекомендуется: использовать здоровый посадочный материал, свободный от болезней и вредителей; соблюдать принцип чередования культур; своевременно применять малотоксичные фунгициды широкого спектра действия с соблюдением принципа чередования действующих веществ. В отсутствии благоприятных условий для развития патогенов в целях профилактики целесообразно применение биологических препаратов Альбит, Гамаир и других, зарегистрированных для использования на картофеле, которые предпочтительны в органическом земледелии.