Картофель является традиционным продуктом производства амурских аграриев. Площади посадок клубней в регионе ежегодно незначительно корректируются (табл. 1).
Таблица 1
Динамика посевных площадей картофеля вАмурской области [1, 5, 6]
|
Показатель |
Период |
2018 к 2016% |
|||||
|
2016 год |
2017 год |
2018 год |
|||||
|
га |
% |
га |
% |
га |
% |
||
|
Всего посевных площадей |
20425 |
100 |
21123 |
100 |
21326 |
100 |
104,4 |
|
в том числе: |
|||||||
|
сельскохозяйственные организации |
341 |
1,7 |
375 |
1,8 |
386 |
1,8 |
113,2 |
|
крестьянские (фермерские) хозяйства |
1287 |
6,3 |
1597 |
7,6 |
1683 |
7,9 |
130,8 |
|
личные подсобные хозяйства |
18797 |
92,0 |
19151 |
90,7 |
19257 |
90,3 |
102,4 |
Как показывает таблица 1, за рассматриваемый период времени общая площадь посадок картофеля в Амурской области увеличилась на 4,4 %. Основная часть земельного фонда, занятая корнеплодом, принадлежит личным подсобным хозяйствам — более 90 %. Но также необходимо отметить, что значительно увеличили площадь возделывания культуры крестьянские (фермерские) хозяйства — на 30,8 %. Рост площадей возделывания картофеля свидетельствует о рентабельности его производства. Если большинство личных подсобных хозяйств обеспечивают в первую очередь собственные нужды, то сельскохозяйственные организации и КФХ имеют основную цель реализовать урожай корнеплодов и получить прибыль, а их доля в севообороте значительно выросла.
Основной проблемой возделывания картофеля в хозяйствах является последующая переработка урожая и его хранение. Строительство соответствующих производственных корпусов для хранения, и переработки в личных подсобных хозяйствах и небольших крестьянских (фермерских) хозяйств является проблематичным ввиду значительных капитальных вложений.
Для послеуборочной переработки картофеля применяются картофелесортировочные машины, которые монтируются в картофелесортировочных пунктах. Машиностроительные предприятия предлагают машины для сортировки картофеля различных конструкций. Проведенный анализ наиболее распространенных машин в хозяйствах Приамурья показал, что для небольших аграрных товаропроизводителей (ЛПХ и небольших К(Ф)Х) наиболее приемлемым вариантом является сортировка клубней при помощи барабанных картофелесортировочных машин. Их стоимость значительно ниже, чем других комплексов, а также они являются достаточно простыми в эксплуатации, мобильными, не требуют производственного помещения и осуществляют работу с удовлетворительными качеством и производительностью.
Существует множество различных вариантов конструкций таких машин, в том числе изготовленных непосредственно в самих хозяйствах. Основной проблемой является отсутствие обоснования геометрических параметров конструкций. Единственным критерием, которому соответствует множество вариантов, является межпрутковое расстояние барабанов. Это связано с тем, что критерии фракций, на которые производители сортируют клубни, в большинстве случаев совпадают.
Распределение клубней по фракциям позволяет разделить полученный урожай по назначению: выделяют товарную, семенную и фуражную фракции, а также ту часть картофеля, которая пойдет на глубокую переработку (выделение крахмала и т. п.). Выделяют следующие основные фракции корнеплодов [3]:
- 40–60 грамм — мелкая фракция, предназначена для глубокой переработки, на корм животным и частично выделяют семенной материал;
- 60–80 грамм — средняя фракция, предназначена для выделения семенного материала и товарных клубней;
- 80–100 грамм — крупная фракция, основное назначение товарные клубни, частично выделяют семенной материал.
Границы фракций могут отклоняться от установленных не более чем на ±10 г, в каждой фракции допускается не более 10 % клубней других фракций, а поврежденных клубней — не более 1 % от исходного продукта.
Для совершенствования технологического процесса сортировки картофеля барабанной машиной нами была поставлена цель — обосновать угол наклона установки барабана, при котором обеспечивается выполнение агротехнических требований и достижение максимальной производительности процесса.
Поставленная цель достигалась путем теоретического исследования движения клубней картофеля по цилиндрическому барабану. Полученные теоретическим путем результаты сравнивались с экспериментальными показателями, полученными в ходе опытных исследований.
В ходе теоретических исследований были получены следующие зависимости.
Путь, проходимый клубнем крупной фракции по барабану картофелесортировочной машины определяется по зависимости [2]
где α — угол наклона барабана к опорной поверхности, º;
l — длина барабана, мм.
Скорость осевого перемещения клубня определялась по зависимости [2]
где 
— радиус барабана, м;
— число оборотов барабана, при котором клубень пройдет по всей его длине, м.
Производительность картофелесортировочной машины с барабанным рабочим органом определяли по формуле [2]
Где ψ — коэффициент разрыхления картофельного вороха;
— плотность вороха, кг/м3;
F — площадь сечения слоя вороха в барабанном рабочем органе машины для сортировки клубней картофеля, м2.
Для производственных испытаний в лаборатории ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ была изготовлена барабанная картофелесортировочная машина. Принцип работы изготовленной машины следующий (рисунок 1).
Барабан 1 картофелесортировочной машины монтируется на валу 2 и состоит из двух секций, отличающихся между собой межпрутковым расстоянием. Внутренний диаметр барабана составляет 800 мм. В первой секции указанный параметр составляет 30±3 мм, во второй — 45±5 мм. Исходный материал (урожай корнеплодов картофеля) загружается в приемный лоток 3, межпрутковое расстояние которого составляет 20±3 см, где происходит отделение механических примесей и особо мелких клубней. Далее картофель перемещается по секциям барабана, который вращается с угловой скоростью ω со скоростью 1,57 рад/с (15 об./мин). В первой секции происходит отделение мелкой фракции, во второй — средней. Крупная фракция выходит в тару на выходе из барабана.
Рис. 1. Технологическая схема устройства барабанной картофелесортировочной машины: 1 — барабан; 2 — вал; 3 — приемный лоток; 4 — роликовые подшипники
|
|
|
|
|
|
|
|
– исходный материал;
– механические примеси;
– мелкая фракция;
— средняя фракция;
– крупная фракция
В результате экспериментальных испытаний установлено, что при изменении угла наклона барабана качество сортировки картофеля по фракциям меняется. Причем стоит отметить, что при увеличении угла наличие других клубней в мелкой и средней фракциях сокращается, а в крупной — наоборот, увеличивается.
Зависимость нормы выработки сортировки картофеля от положения сепарирующего барабана представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Зависимость производительности установки от угла барабана
Сходимость теоретических и экспериментальных результатов довольно высокая. Наибольшая расходимость составляет около 7 %. При повышении угла наклона производительность картофелесортировочной машины возрастает. Однако при увеличении угла положения барабана свыше 10º рост нормы выработки замедляется. Таким образом, при изменении угла наклона с 6 до 10º производительность увеличилась на 0,41 т/час (29,1 %), а с 10 до 14º — на 0,19 т/час (10,4 %).
Вывод: Проведенные исследования картофелесортировочной машины барабанного типа показали, что агрегат обладает мобильностью, не требует высоких затрат и специальных навыков работников хозяйства. Тем самым он является наиболее подходящим для работы в условиях крестьянских (фермерских) и личных подсобных хозяйств — основных производителей картофеля в регионе. Наиболее оптимальным режимом является следующим: угловая скорость барабана 1,57 рад/с; угол наклона барабана 10º.
Литература:
- Амурский статистический ежегодник 2019: Статистический сборник/Амурстат.-Благовещенск, 2019. — 472с.
- Бочкарев, B. C. Барабанная сортировка картофеля для МТХ / B. C. Бочкарев//Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России: Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. — Том 1. — Пенза: РИО ПГСХА, 2011.- С.279 -281.
- Картофель [Текст] / Д. Шпаар., В. Иванюк., П. Шуманн., А.Постников и [др] Под ред. Д. Шпаара. — Мн., «ФУА информ», 1999. — 272 с.
- Средства механизации для производства и переработки с.-х. продукции в малых формах хозяйствования: Каталог / В. Ф. Федоренко, Д. С. Буклагин., Н. П. Мишуров., В. Я. Гастянин и [др]. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. — 280 с.
- Министерство сельского хозяйства Амурской области [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://agroamur.ru
- Федеральная служба государственной статистики [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.gks.ru/
