Эффективность дражирования семян сахарной свеклы барабанным дражиратором

Кухарев О.Н., доктор техн. наук, профессор ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Гришин Г.Е., доктор с.-х. наук, профессор

Более 80% посевов сахарной свеклы производятся дражированными семенами. Дражирование, то есть создание на поверхности семян искусственной оболочки, увеличивающей их размеры и массу и выравнивающей поверхность, обеспечивает более равномерный их высев, облегчает высев мелких шероховатых семян (моркови, петрушки и др.), сокращает затраты труда на прорывку посевов, способствует экономии посевного материала, улучшает условия роста растений и повышает урожай [1, 2, 3].

На семенных заводах Российской Федерации применяется типовая технология предпосевной обработки семян сахарной свеклы. Она включает предварительную, основную и дополнительную обработки и имеет следующие особенности: 

• технологический процесс предусматривает возможность проведения очистки и сортирования семян по размерам, плотности, аэродинамическим свойствам, а также шлифование, калибрование, дражирование и протравливание;
• обработка семян каждой партии строится с учетом их биологических и физико-механических свойств;
• процесс подготовки семян является дискретным, состоящим из отдельных циклов, между которыми семена находятся на промежуточном хранении и анализируются;
• основная обработка их ведется по фракциям, количество которых не менее трех;
• в процессе каждой операции очистки или сортирования семян обязательно выделяются основная (посевная) фракция, отходы и промежуточная, возвращающаяся на повторную обработку [4, 5, 6, 7].

Однако до последнего времени бара­банные аппараты не получили достаточно широкого применения, поскольку они не соответствуют агротехническим требова­ниям по качеству семян и производитель­ности. В ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» со­вместно с ЗАО «ФМРус» (г. Москва) была разработана технологическая схема и из­готовлен опытный образец барабанного дражиратора, на который получен патент РФ [9].

Барабанный дражиратор работает следующим образом:

1. Сухой состав для дражирования семян (дражировочный порошок), состоящий из микро- и макроудобрений, витаминов, регуляторов роста, загружают в бункер-дозатор 4, расположенный на раме 1.
2. Оттуда он поступает в барабан дражиратора 8 через отверстие 6.
3. Подача состава для дражирования семян регулируется заслонкой 5 и с помощью вибролотка 3, частота которого устанавливается пусковой станцией 2.
4. Предварительно подготовленные семена дражируемой культуры загружаются в барабан дражиратора 8 через верхний люк, после чего люк закрывается.
5. Включается вентилятор поддува 9 дражиратора с помощью пусковой станции.
6. Далее включается вращающееся дно барабана дражиратора 8.
7. Затем клеящий раствор (рабочая жидкость) поступает из мерной емкости через отверстие в крышке барабана дражиратора 8.

Подача рабочей жидкости (клеящего раствора) и дражировочного порошка осуществляется поочередно и непрерывно до получения драже требуемых размеров, и соответствующих стандарту.

При установившемся режиме дражирования на стадии 3/4 истечения дражировочного порошка подается комплекс защитных средств (инсектицидов) в виде сухого порошка через отверстие в крышке барабана дражиратора. Затем в барабан дражиратора добавляется краситель. После этого ведется укатка драже в течение нескольких минут с целью уплотнения оболочки. По окончании процесса дражирования выгрузка готовых семян осуществляется через выгрузной люк 7 [10].

Производственные исследования подтвердили эффективность применения разработанного барабанного дражиратора. Исследования проводились согласно СТО АИСТ 10.4-2004 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для подготовки семян. Методы оценки функциональных показателей», ОСТ 10.1.1-98 «Испытание сельскохозяйственной техники, машин и оборудования для переработки сельскохозяйственного сырья. Основные положения», ГОСТ 28305, ОСТ 10 2.1 и ОСТ 10 1.1. на заводе по дражированию семян ЗАО «ФМРус» [10, 11, 12].

В качестве семенного материала использовались семена сахарной свеклы ЛМС-94, исходная фракция которых имела следующие показатели: 

• сортовая чистота — 96 %;
• абсолютная масса — 16 г; объемная масса — 442 г/л;
• влажность — 14 %; всхожесть — 91 %;
• длина семени — 3,00-3,07 мм;
• ширина семени — 2,99-3,05 мм;
• высота семени — 2,02-2,12 мм.

В исследованиях в качестве исходного сырья были использованы апробированные и зарегистрированные препараты, имеющие право применяться на территории Российской Федерации [13].

Оптимальные конструктивно-режимные параметры экспериментального дражиратора находятся путем изменения основных его параметров  и определения количества качественных семян в партии Р, %.

Результаты производственных исследований обрабатывались на ПЭВМ с помощью прикладной программы «STATISTIKA Version 6.0».

По результатам обработки полученных данных, строили графики зависимостей количества качественных семян от частоты вращения рабочего органа, степени заполнения барабана дражиратора и времени, затраченного на процесс дражирования.

Корреляционная связь между величиной показателя количества качественных семян в партии (P, %) и частотой вращения рабочего органа (ω1) выражается уравнением параболической функции:

• P = -102,08+0,3516 ω-0,0002 ω²,                    (1)

                     при этом индекс корреляции R = 0,97.

Корреляционная связь между величиной показателя количества качественных семян в партии (P, %) и степенью загрузки барабана дражиратора (V, %) выражается уравнением параболической функции

• P= 62,95+15,1124V-1,597V²,                                  (2)

                    при этом индекс корреляции R = 0,98.

Корреляционная связь между величиной показателя количества качественных семян в партии (P, %) и временем, затраченным на процесс дражирования (t, мин), выражается уравнением параболической функции

• P= 81,2273+1,4692t-0,0345t²,                              (3)

                    при этом индекс корреляции R = 0,97.

Анализ полученных зависимостей позволяет сделать вывод о том, что частота вращения рабочего органа и степень загрузки барабана дражиратора оказывают значительное влияние на качество процесса дражирования. Оптимальное значение частоты вращения рабочего органа можно принять из интервала 1150...1250 мин-1. Оптимальное значение степени загрузки барабана дражиратора находится в интервале 3,5...6 %. Время, затраченное на процесс дражирования, на качество процесса влияет в меньшей степени, его целесообразно выбирать в интервале 12-30 мин.

Исходя из вышесказанного для практических целей целесообразно принимать степень загрузки барабана дражиратора максимальной из оптимального интервала, а время, затраченное на процесс дражирования, минимальным. При этом производительность экспериментального дражиратора будет максимальной. Однако выход за границы оптимальных значений приводит к нарушению технологического процесса дражирования семян.

Были проведены исследования по определению производительности экспериментального дражиратора на различных режимах работы. Изменялась степень загрузки дражиратора от 1 до 10 %, при этом время, затраченное на процесс дражирования, определялось исходя из условия, что будет продражировано 98 % семян, загруженных в дражиратор. По полученным данным был построен график зависимости количества продражированных семян от степени загрузки барабана дражиратора для разных режимов работы.

Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что максимальной производительности (264 кг продражированных семян в смену) возможно достичь при I режиме, когда частота вращения рабочего органа 1250 мин-1, степень загрузки дражиратора при этом будет составлять 5 %.

Согласно СТО АИСТ 10.4-2004 при эксплуатационно-технологической оценке необходимо определить всхожесть семян после процесса дражирования. Всхожесть определяли по ГОСТ 22617.2-94 «Семена сахарной свеклы. Методы определения всхожести, одноростковости и доброкачественности». Исследования проводились на трех сортах семян сахарной свеклы: РМС-99, ЛМС-94 и Рамсем-1. Анализируя полученные, данные можно сделать вывод, что после дражирования всхожесть семян сахарной свеклы повышается в среднем на 4 % и достигает максимально порядка 98 %. Все это свидетельствует о целесообразности проведения этой предпосевной операции [14, 15].

Экономические расчеты подтверждают, что применение экспериментального дражиратора для семян сахарной свеклы экономически целесообразно. Годовой прирост прибыли при нормативной годовой загрузке 400 ч составил 207077,1 рублей при сроке окупаемости 0,28 года.

1. Кухарев, О. Н. Технология предпосевной подготовки семян сахарной свеклы / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, Н. А. Старостин //  Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов всерос. научно-практической конференции. Том 2 / Пензенская ГСХА. — Пенза: РИО ПГСХА, 2011. — С. 138-139.

2. Кухарев, О. Н. Дражирование семян / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник статей научно-практической конференции. — Пенза: РИО ПГСХА, 2009. — С. 53.

3. Каскулов, М. Х. Лабораторная установка для дражирования семян овощных культур / М. Х. Каскулов, М. Х. Жинов, А. М. Сохроков //  Материалы юбилейной конференции, посвященной 20-летию КБГСХА.  — Нальчик, 2001. — С. 25-26.

4. Сохроков, А. М. Совершенствование технологии предпосевной подготовки семян овощных культур и оптимизация параметров установки для их дражирования: дис. ... канд. техн. наук / А. М. Сохроков. — Нальчик, 2002. — 129 с.

5. Сторона, И. Г. Теория и практика предпосевной обработки семян /И. Г. Сторона. — Киев, 1984. — 120 с.

6. Кубеев, Е. И. Новая технология дражирования семян / Е. И. Кубеев, В. М. Дринча // Тракторы и сельхозмашины. — 2006. — № 12. — С. 22-23.

7. 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; заявл. 22.07.1998; опубл. 10.12.1999. - 2 с.

8. Кухарев, О. Н. Анализ конструкций для дражирования семян сахарной свеклы / Н. П. Ларюшин, О. Н. Кухарев, И. Н. Се- мов, А. М. Чирков // Аграрная наука - сельскому хозяйству: сборник трудов, посвященный 90-летию Самарской ГСХА. - Самара: РИЦ СГСХА, 2010. - С. 144-149.

9. Пат. 97238 РФ, МКИ3 А 01 С 1/00. Аппарат для дражирования семян / О. Н. Кухарев, И. Н Сёмов, А. М. Чирков. - № 2009119789/13(027306).

10. Кухарев, О. Н. Результаты исследований барабанного дражиратора / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Нива Поволжья. - 2010. - № 1 - С. 54-57.

11. СТО АИСТ 10.4-2004 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для подготовки семян. Методы оценки функциональных показателей».

12. Кухарев, О. Н. Барабанный дражиратор семян / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2011. - № 9. - С. 7-9.

13. Кухарев, О. Н. Физико-механические свойства семян сахарной свеклы / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов // Сахарная свекла. - 2010. - № 10. - С. 16-18.

14. Кухарев, О. Н. Качество дражирования семян в барабанном дражираторе с вращающимся дном / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Тракторы и сельхозмашины. — 2011. — № 1. — С. 10-12.

15. Кухарев, О. Н. Эффективность применения барабанного дражиратора с вращающимся дном / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Тракторы и сельхозмашины. — 2011. — № 9.  — С. 34-35. 

Журнал «Нива Поволжья», №1 (22), февраль 2012 г.