СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКІ МАШИНИ

ОБҐРУНТУВАННЯ ФОРМИ ПАЗУРЕПОДІБНОГО ПРУТКА ҐРУНТООБРОБНОГО АГРЕГАТУ ДЛЯ ПЕРЕДПОСІВНОГО ОБРОБІТКУ

Г.В. Теслюк — 2024-07-11

Для підготовлення ґрунту до посіву використовують ґрунтообробні фрези, що мають горизонтальну або вертикальну вісь обертання робочого органу. Горизонтальні ротаційні робочі органи дозволяють утворити три горизонтальні шари відносно орного горизонту з різним вмістом ґрунтових агрегатів. Для забезпечення одночасного подрібнення і сепарування ґрунту необхідно обґрунтувати форму та геометричні розміри робочого органу ґрунтообробного модуля для передпосівного обробітку ґрунту. Для визначення найбільш раціональної форми використано методику біонічного інжинірингу. Для цього розглянуто локомоцію та біомеханіку ґрунтової фауни, а саме процес взаємодії пазурів тварин з ґрунтом. Для визначення ступеня подрібнення ґрунту використано доопрацьовану математичну модель А. М. Панченка, що дозволяє провести аналіз роботи активних робочих органів, які одночасно виконують поступальний та обертальний рухи. Ураховуючи запропоновану модель подрібнення ґрунту проведено геометричний розрахунок форми прутка біонічного ґрунтообробного агрегату для передпосівного обробітку ґрунту на основі морфології пазурів тварин ґрунтової фауни та побудовано його тривимірну модель. З використанням методів зворотного інжинірингу (Reverse Engineering) проведено апроксимацію пазурів тварин. Розв’язуючи умову забезпечення найбільшого ступеня подрібнення ґрунту у програмному пакеті Wolfram Cloud з використанням функції FindMaximum, отримано рівняння, які описують зовнішню та внутрішню поверхні пазуреподібного прутка ґрунтообробного агрегату. Результати проведеного розрахунку форми пазуреподібного прутка біонічного ґрунтообробного агрегату будуть використані під час створення експериментального зразка агрегату та перевіряння якості подрібнення ґрунту.

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВЗАЄМОДІЇ ПІДБИВАЧА-РОЗПУШУВАЧА З ПОТОКОМ СТЕБЕЛ ЛЬОНУ ОЛІЙНОГО

Д.С. Альбота — 2024-07-11

Вирощування льону олійного фермерськими господарствами спрямоване на отримання насіння. При збиранні урожаю найчастіше використовують пряме комбайнування або роздільну технологію збирання. За сприятливих умов вирощування стеблова частина урожаю може досягати 45 ц/га, що створює додаткові труднощі на етапі збирання. У статті досліджували процес взаємодії зубця підбивача-розпушувача з потоком стебел льону для забезпечення розпушування стебел та відокремлення насіння. Проведені теоретичні дослідження та визначені необхідні умови для якісного оброблення потоку стебел льону. Визначено фактори, які впливають на ступінь відокремлення насіння та розпушування стебел. Розроблено модель зубця та гребінку для підбивача-розпушувача. Обґрунтовано розташування зубців на гребінці. Визначено відхилення затисненого з обох сторін стебла за дії на нього зусилля від зубця. Також визначено зусилля, за якого відбувається висмикування стебел льону з фіксаторів установки. Визначено час, необхідний для відокремлення насіння з шару стебел, а також частку відокремленого насіння за різної частоти обертання валу розпушувача. Встановлено необхідну відстань між сусідніми парами вальців для руйнування насіннєвих коробочок та відокремлення насіння, що дорівнює 40 см. Збільшення цієї відстані спричиняє провисання стебел та намотування їх на робочі органи машини. Оброблення потоку стебел льону олійного за допомогою розробленого пристрою забезпечує повне відокремлення насіння з ущільнених шарів стебел з мінімальним вмістом сміттєвих домішок та мінімальними втратами насіння льону. За результатами проведених експериментальних досліджень рекомендовано встановити вузол для розпушування стебел у машині для збирання льону олійного.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТВЕРДОСТІ ҐРУНТУ ПОЛІВ ДПЕДГ «ЕЛІТА»

І.Є. Цизь — 2024-07-12

Поля ДПЕДГ «Еліта» розташовані на дерново-підзолистих супіщаних та піщаних ґрунтах, що мають різну твердість на різних ділянках одного поля. Така особливість ґрунтів не сприяє реалізації потенціалу олійних культур. Особливо стає актуальною проблема за умови критичного зниження вологи в орному шарі ґрунту. Адже олійні культури завдяки стрижневій кореневій системі здатні використовувати вологу, що знаходиться нижче орного шару ґрунту, якщо твердість ґрунту в цих шарах є оптимальною для проникнення туди кореневої системи. Тому розроблено методику та реалізоване дослідження твердості ґрунту визначених полів ДП для оптимізації робіт з глибокого їх розпушення. У дослідженнях застосовували методику, що базується на використанні твердоміра «Лан-М PRO», мобільного додатку для формування рівномірної мережі замірів твердості на конкретному полі з прив’язкою до GPS координат, а також програми FIELD-M Archive Viewer 2.4. Відповідно до розробленої методики проводили вимірювання твердості ґрунту у двох точках на кожному гектарі поля. За отриманими значеннями у результаті дослідження будували картограми твердості полів для шарів ґрунту на глибинах від 25 см до 50 см з кроком 5 см. На основі аналізу картограм розроблені рекомендації з проведення глибокого розпушення досліджуваних полів. Отримані рекомендації дозволяють для більшості площ обмежитись глибиною обробітку 45 см. Також встановлено, що для урахування варіації розподілу твердості ґрунту полів за їх площею та глибиною, які відображені на картограмах, потребують дослідження та впровадження нові принципи глибокого обробітку ґрунту. Оскільки саме через впровадження нових принципів глибокого обробітку можна буде розробити знаряддя, яке здатне змінювати глибину ходу кожного окремого робочого органу в режимі реального часу відповідно до картограм.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВАЛЬЦЬОВОГО ТА ВІДЦЕНТРОВОГО СПОСОБІВ ОБРУШУВАННЯ НАСІННЯ КОНОПЕЛЬ

В.О. Шейченко — 2024-07-12

Об’єктом дослідження є технологічні процеси обрушування, обрушувачі та ефективність обрушування насіння конопель. Процес обрушування насіння сприяє збільшенню поживної цінності харчового продукту. Сучасні техніко-технологічні рішення обрушування насіння ґрунтуються на врахуванні його фізико-технологічних властивостей. Неоднорідність структур насіння унеможливлює використання універсальних механізмів обрушування. За результатами проведених досліджень встановлено переваги відцентрових обрушувачів з робочим колесом закритого секторального типу порівняно з обрушувачами вальцьового типу. Для відцентрового обрушувача найбільший вихід обрушеного ядра (15,36%) був за оброблення насіння вологістю 15,0%. Найбільший вихід обрушеного ядра у випадку використання вальцьового обрушувача був 12,64% за оброблення насіння фракції 3,75 мм. Перевагою обрушувачів відцентрового типу є можливість обрушування насіння конопель без попереднього розділення на фракції. Для обладнання вальцьового типу ефективність обрушування насіння конопель залежить від проміжку між вальцями та розмірів фракцій насіння. За проміжку 0,5 мм збільшення розмірів фракцій від 3,25 до 3,75 мм уможливило відповідне збільшення кількості обрушеного ядра від 4,16% до 12,64%. За проміжку між вальцями 1,0 мм цей показник був 3,97–6,55%. Як на обладнанні вальцьового типу, так і відцентрового типу ефективність обрушування залежить від вологості насіння конопель. За відцентрового обрушування збільшення вологості насіння від 8% до 15% спричиняє збільшення (на 12,52%) відсотку обрушеного ядра від 2,84% до 15,36%. Робоче колесо закритого секторального типу обрушувача унеможливлює подрібнення насіння.

РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ГОМОГЕНІЗАТОРА-ДИСПЕРГАТОРА РІДКИХ КОРМІВ ДЛЯ СВИНЕЙ

Е.Б. Алієв — 2024-07-13

Ефективне функціонування свинарства неможливе без забезпечення тварин якісними збалансованими кормами за конкурентною ціною та у потрібній кількості. У статті проаналізовані визначені під час експерименту залежності між різними параметрами виробництва рідких кормів. Зокрема, зміна вмісту частинок розміром 0–0,5 мм у суміші залежить від частоти обертання ротора, діаметра вхідного отвору статора та тривалості роботи обладнання. Також встановлено, що показник розшарування суміші змінюється залежно від тих самих параметрів. Температура суміші, споживана потужність та витрати енергії також змінюються залежно від частоти обертання ротора, діаметра вхідного отвору статора та тривалості роботи обладнання. Енергоспоживання обчислювали як добуток споживаної потужності та тривалості роботи обладнання. Для оцінювання впливу кожного з цих факторів на критерії оптимізації процесу приготування рідких комбікормів проводили дослідження за D-матрицею оптимального плану Бокса-Бенкіна другого порядку для трьох факторів. Кожен експеримент проводили у трьох повтореннях для забезпечення достовірності отриманих результатів. Від цих факторів залежать також і питомі енерговитрати на виконання технологічного процесу. За значення показника розшарування суміші менше 5% та мінімальних питомих витрат енергії оптимальна тривалість роботи обладнання змінюється в інтервалі від 45,1 хв до 50,4 хв для різної сировини. Показник питомих енерговитрат також залежить від сировини. Найменші питомі енерговитрати становлять: для сої – 0,696 МДж/кг, для пшениці – 0,794 МДж/кг, для ячменю – 0,896 МДж/кг.

ДОСЛІДЖЕННЯ ШИРОКОРЯДНОГО СПОСОБУ СІВБИ ЯРОГО ЯЧМЕНЮ ТА СІВАЛКА ДЛЯ ЙОГО РЕАЛІЗАЦІЇ

І.Є. Цизь — 2024-07-13

Ячмінь має дуже важливе значення для годівлі тварин, виготовлення круп та варіння пива. Важливість продуктів на основі ячменю для харчування людини полягає у тому, що білок ячменю містить речовини, які сприяють значному зменшенню рівня холестерину в крові. Останнім часом спостерігається зростання цін на зерно ячменю порівняно з пшеницею. Висока вартість традиційних мінеральних добрив не сприяє їх внесенню в оптимальних дозах для вирощування сільськогосподарських культур. У таких складних умовах альтернативою для ярого ячменю можна вважати післяжнивні посіви сидератів. Класична схема сівби ячменю передбачає ширину міжряддя 15 см. Вітчизняні та світові виробники посівної техніки пропонують здійснювати сівбу ячменю за смуговою технологію або широкорядним способом. Водночас, світовий тренд споживання органічної продукції активно поширюється, зокрема, в Україні. Тому метою цієї роботи є дослідження впливу смугового способу сівби на урожайність ярого ячменю та ефективності міжрядного обробітку, як заходу боротьби з бур’янами, та розроблення схеми сівалки для смугової сівби зернових культур. У результаті польових досліджень встановлено, що смугова схема сівби ярого ячменю 8-37-8 см дозволяє отримати урожайність органічного зерна ярого ячменю сорту RGT PLANET на рівні показників цього сорту, характерних для умов Полісся. Отримане значення маси 1000 насінин вказує на покращення якісних показників урожаю порівняно з звичайним рядковим способом сівби. На основі отриманих результатів експериментального дослідження розроблена функціональна схема сівалки для смугової сівби зернових культур за схемою 8-37-8 см.

КЛАСИФІКАЦІЯ ВИДІВ ПАЛИВА З БІОМАСИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР

C.В. Ягелюк — 2024-07-14

Після збирання основного урожаю на полях України залишається невикористана біомаса сільськогосподарських культур. Вітчизняні технології перероблення такої біомаси розвинені недостатньо. Однією з причин повільного розвитку технологій післязбирального перероблення рослинної біомаси та обмеженого її використання як сировини для палива є відсутність класифікації видів палива. У результаті проведених досліджень було встановлено, що класифікувати види палива з біомаси сільськогосподарських культур можна за багатьма ознаками. Основними з них є фізичний стан та початкова сировина. Також встановлено, що найбільш поширеними та придатними для перероблення є стебла таких культур: зернові (колосові), кукурудза, соняшник, луб’яні та олійні культури. Відповідно до цих даних було створено узагальнену класифікацію основних видів палива, які можна виготовити з біомаси стебел цих культур. Вона містить також новий вид палива – малогабаритні паливні рулони. Практичне значення запропонованої класифікації полягає в оптимізації процесів збирання, зберігання та перероблення біомаси сільськогосподарських культур для виробництва палива. Розроблена класифікація дозволяє фермерам та аграрним компаніям планувати використання біомаси сільськогосподарських культур для виробництва енергії, зменшуючи витрати на паливо та збільшуючи рентабельність господарств. Це також буде сприяти розробленню регіональних енергетичних програм, що враховують місцеві ресурси біомаси сільськогосподарських культур. Паливо з біомаси стебел сільськогосподарських культур може бути використане в індивідуальному та централізованому електро- та теплопостачанні, а також для транспорту. Основними перевагами палива з біомаси є екологічність і відновлюваність. Відновлення, відбудова та будівництво нових ТЕС, котелень, виробництво енергії й дешевого палива для них – актуальна задача сьогодення.

АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД МАШИН ДЛЯ ЗБИРАННЯ ЦИБУЛІ

О.Г. Змієвська — 2024-07-14

Цибуля – це овочева культура, яка є однією з найбільш потрібних у харчовій промисловості. Господарства, які займаються вирощуванням цибулі, використовують різні агротехнічні заходи з метою підвищення урожайності та збереження урожаю. Збирання цибулі – це складний технологічний процес, що часто виконують з використанням ручної праці, що спричиняє фінансові втрати для фермерів. В Україні рівень механізації збирання цибулі (Allium cepa L.) відносно низький порівняно з іншими овочевими культурами, наприклад, картоплею. Механізація збирання цибулі за допомогою картоплекопачів не є раціональною внаслідок значної різниці між фізико-механічними властивостями плодів, що спричиняє значне травмування цибулин. У статті розглянуті різні технології збирання цибулі та технічні засоби для їх реалізації. Визначені основні фактори, які характеризують однофазну та двофазну технології збирання цибулі. Виконано аналіз комплексу машин закордонного виробництва для збирання цибулі, що призначені для реалізації як однофазної, так й двофазної технологій збирання цибулі. Встановлено, що немає машин вітчизняного виробництва. Україна лише у 2023 році виготовила дослідний зразок цибулезбирального комбайна. Огляд техніки для збирання цибулі показав, що основним напрямом її розроблення є створення машин з високою продуктивністю виконання технологічних операцій та які поєднують декілька операцій. Використання таких машин агровиробниками забезпечить економію палива та високу якість продукції, зменшить використання ручної праці. Для забезпечення внутрішнього ринку цибулею і, відповідно, зменшення імпортного постачання овочів та відновлення статусу України як експортера цибулі важливо активізувати розроблення вітчизняної техніки з урахуванням особливостей ґрунтів, організації виробничих процесів в Україні, а також з урахуванням основних тенденцій розвитку технологій і машин для цієї галузі.

РОЗРОБЛЕННЯ КЛАСИФІКАЦІЇ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ РОБОТІВ

О.О. Налобіна — 2024-07-15

Запровадження стійких методів ведення сільського господарства, моніторингу стану ґрунтів та рослин відбувається шляхом оптимізації управління виробництвом, впровадження цифрових технологій, а також інноваційних конструкторських та технологічних рішень. Важливу роль у цьому процесі відіграють сільськогосподарські роботи та автоматизовані технології, які дозволяють проводити моніторинг та прогнозування робіт, зменшити собівартість готової продукції, покращити її якісні показники, вирішити проблеми з кадрами та зменшити екологічне навантаження. Виробники техніки, які займаються сільськогосподарською робототехнікою, пропонують рішення для різних галузей, зокрема, для рослинництва та тваринництва. Відповідно до конкретного сільськогосподарського завдання робот має конструктивні, кінематичні та енергетичні особливості. Не зважаючи на різні конструкції роботів дотепер немає розробленої класифікації сільськогосподарських роботів, яких поділяють лише на групи за типом та застосуванням. У статті викладено результати аналізу різних моделей сільськогосподарських роботів. Аналіз зведено до ознак, за якими можуть бути класифіковані роботи, що працюють у сільському господарстві. З цією метою було проведене фокусоване інтерв’ю, що дозволило визначити найбільш суттєві класифікаційні ознаки, спираючись на які можна було б обґрунтовувати вибір робота для конкретного сільськогосподарського виробництва з урахуванням його потреб. Під час дослідження отримано інформацію, яка була покладена в основу розроблення класифікації роботів. Основними ознаками, які запропонували фокус-групи для покладання в основу класифікації, були: галузь застосування, ступінь спеціалізації, тип приводу, тип рушія, система керування. Також авторами статті запропоновані ознаки: вид виробництва, маса робота, мобільність, джерело енергії, тип виконання роботи, тривалість роботи без заряджання.

МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ РОБОТИ МЕЛІОРАТИВНИХ МАШИН ПРИ ВІДСИПАННІ ҐРУНТУ

А.В. Шимко — 2024-07-15

Меліорація є важливим чинником інтенсифікації сільськогосподарського виробництва та науково-технічного прогресу в сільському господарстві. Основною метою сільськогосподарської меліорації є створення оптимальних умов для виробництва продукції сільського господарства. Одним з найбільш трудомістких і поширених видів меліорації є гідромеліорація, тобто це сукупність заходів і споруд, що забезпечують поліпшення умов сільськогосподарського використання земель шляхом регулювання водного режиму ґрунтів. Канали є основними елементами меліоративних систем. Забезпечення якісної роботи каналів з необхідною пропускною здатністю гарантує ефективну роботу всієї меліоративної системи. У статті описано роботу роторного метальника-розподільника ґрунту. Досліджено, що якість роботи машини забезпечують, добираючи конструктивні параметри лопаток ротора, кути їх встановлення, положення напрямного викидного патрубка та значення лінійної швидкості викидання ґрунту. Ґрунт на укоси розкидають віялоподібним струменем рівномірно за всією довжиною викидання. Встановлено закон руху ґрунту лопаткою залежно від низки геометричних і кінематичних параметрів: кута встановлення лопатки; довжини, ширини та кривизни лопатки; швидкості обертання ротора. Визначено розміри смуги розкидання ґрунту. Досліджено, що основною вимогою до метальників-розподільників є рівномірне укладання ґрунту за всією довжиною викидання. Щоб задовольнити таку вимогу на роторі передбачено чергування плоских лопаток з зігнутими. Завдяки цьому вдається розширити діапазон зміни величини та напрямку абсолютної швидкості викидання за сталої частоти обертання ротора.

ОГЛЯД КОНСТРУКЦІЙ ПНЕВМАТИЧНИХ ВИСІВНИХ АПАРАТІВ СІВАЛОК

Р.В. Ференц — 2024-07-16

Одним з найбільш відповідальних процесів у рослинництві є сівба. Від якості сівби залежить виявлення потенціалу сорту чи гібриду культури та, як наслідок, сам результат вирощування сільськогосподарських культур. Важливими також є виробничі умови вирощування культур, зокрема, прийнята у господарстві система землеробства та розміри посівних площ. При проведенні сівби не припустимі помилки, які мають суттєвий вплив на кінцевий результат господарювання. Висока вартість якісного насіннєвого матеріалу ставить вимогу щодо чіткого забезпечення норми висіву насіння. Завданням точного висіву є отримання рівномірного розташування насіння за площею поля для забезпечення однакової площі живлення та належних умов розвитку рослин. Якість виконання сівби насіння залежить від швидкості процесу, розташування насіння у ґрунті та дотримання заданої глибини його залягання, а також від рівня травмування посівного матеріалу. Результатом якісної роботи сівалки є отримання дружних та рівномірних сходів. Під час вибору сучасної посівної техніки потрібно брати до уваги належний технічний сервіс, а також адаптованість техніки до умов роботи. За принципом роботи сівалки поділяють на механічні та пневматичні з механічним або електричним приводом. У статті викладено результати аналізу показників роботи висівних апаратів сівалок просапних культур. Зокрема проаналізовані особливості конструкцій пневматичних висівних апаратів провідних виробників агротехніки (John Deere, Amazone, Kverneland та інших). Встановлено переваги та недоліки їх роботи. На сьогодні найбільш поширені вакуумні висівні апарати дискового типу. Основними перевагами цих висівних апаратів є те, що вони не спричиняють травмування насіннєвого матеріалу та мають компактні габаритні розміри. На основі аналізу сформовано подальші напрями вдосконалення конструкцій пневматичних висівних апаратів сівалок.

ПОКРАЩЕННЯ ЯКІСНИХ ПОКАЗНИКІВ ПРОЦЕСУ СІВБИ

В.М. Сало — 2024-07-17

Загальна ефективність вирощування сільськогосподарських культур формується низкою різних чинників, зокрема, якісними показниками виконання технологічних процесів. Особлива увага приділяється процесу сівби, зокрема, його якісним показникам з-поміж яких рівномірність загортання посівного матеріалу. Від цього показника залежить рівномірність сходів, подальший розвиток рослин, а також формування та збирання урожаю. Рівномірність загортання насіння також залежить від багатьох факторів, визначальними з-поміж яких є конструкції сошників та посівних секцій. З-поміж відомих напрямів удосконалення цих робочих органів – їх обладнання додатковими елементами, що призначені для примусового утримування посівного матеріалу на заданій глибині до його засипання ґрунтом. Мета дослідження – встановлення можливості підвищення рівномірності загортання насіння зернових культур у ґрунт шляхом використання загортаючих робочих органів, обладнаних оригінальними додатковими конструкційними елементами. Науковцями запропоновано кілька інновацій для розв’язання задачі, але експериментального підтвердження їх ефективності немає. Для усунення цієї прогалини проведені польові експериментальні дослідження полозкових сошників, що обладнані утримуючою п’яткою та без неї. За показник рівномірності вибрано коефіцієнт варіації числових значень глибини розташування насіння. В якості впливових факторів на процес вибрані установча глибина ходу сошників та робоча швидкість посівного агрегату. Встановлено, що сошник, обладнаний утримуючою п’яткою, забезпечує зростання показника рівномірності загортання насіння на 6%, що є підставою для подальших досліджень з обґрунтування та оптимізації параметрів запропонованих елементів сошників.

МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛООБМІННИХ ПРОЦЕСІВ У РОТАЦІЙНІЙ СУШАРЦІ

Р.В. Кірчук — 2024-07-18

З-поміж важливих технологічних операцій, які забезпечують формування якісного насіннєвого матеріалу є сушіння. Ця технологічна операція потребує точного дотримання температурних режимів з урахуванням особливостей рослинного матеріалу. Відхилення від режимних параметрів спричиняє зниження якості рослинної сировини під час післязбирального оброблення. Систематизовано дослідження щодо пошуку шляхів формування енергозберігаючих методів сушіння, які виконані кафедрою аграрної інженерії імені професора Г. А. Хайліса ЛНТУ. Запропоновано засоби, які інтенсифікують процес сушіння і ґрунтуються на врахуванні властивостей насіннєвого матеріалу, що піддається сушінню. Запропонована конструкція ротаційної сушарки сипких сільськогосподарських насіннєвих матеріалів з спіралеподібною перфорованою поверхнею сушильної камери. З метою оптимізації параметрів сушильної камери виконано математичне моделювання тепломасообмінних процесів. Процес сушіння рослинного матеріалу на спіральній поверхні, що обертається, в рухомому шарі представлено схемою секційного каскадного типу з перехресним рухом сушильного агента та насіннєвого матеріалу. Математичний опис процесів тепло- та масопереносу виконано мікрокінетичним методом, сутність якого полягає в моделюванні взаємодії потоків перемішування дисперсного матеріалу в межах однієї секції та виведення сушильного агента. Кінетичні закономірності групи частинок рослинного матеріалу характеризуються середнім значення температури та вологості за об’ємом. Результати моделювання, проведеного у формі числового експерименту, представлені у графічній формі.

ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО РЕЖИМУ ВИДІЛЕННЯ ВОЛОКНА З ХВОЇ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ

О.Л. Ткачук — 2024-07-18

Хвоя сосни звичайної є перспективною сировиною для виробництва як хімічних волокон, так і натуральних текстильних волокон. Концепція отримання натуральних волокон з хвої має значний екологічний та економічний потенціал. Мета цього дослідження – інтенсифікувати технологічний режим виділення волокна з хвої сосни звичайної та покращити його якісні показники. У статті досліджено технологічний режим виділення волокна з хвої сосни звичайної, що є перспективною рослинною сировиною для виробництва натуральних текстильних волокон. Дослідження хвої сосни звичайної проводили з метою інтенсифікації технологічного режиму виділення волокна. Виконано огляд відомих досліджень та встановлено, що перспективними напрямами удосконалення технологічного режиму отримання текстильного волокна з хвої сосни звичайної є підвищення його екологічності, зокрема, зменшення концентрації натрію гідроксиду (NаOH), а також мінімізація тривалості температурного оброблення хвої. Дослідження показали, що смоли, ефірні олії та інші речовини, що містяться в хвої, активно виділяються на початковому етапі оброблення, після чого їх виділення значно сповільнюється та виникає потреба заміни ванни. Для інтенсифікації процесу виділення волокна було запропоновано механічно руйнувати шар епідермісу хвої перед хімічним обробленням. Результати досліджень вказують на те, що підвищення концентрації NaOH з 50 г/л до 100 г/л є недоцільним, оскільки отримане волокно має темний колір. Запропоновано технологічний режим оброблення волокна: попереднє механічне оброблення волокна між рифленими валами, двохванне оброблення розчином натрію гідроксиду NaOH концентрацією 50 г/л за температури 100ºC та тривалістю у першій ванні – 10 хв і у другій ванні – 30 хв. Отримане волокно є комплексним, довгим, з нерівномірною поверхнею, неоднорідне за кольором та товщиною.

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА ГРАНУЛЬОВАНИХ ДОБРИВ НА ОСНОВІ САПРОПЕЛЮ

С.М. Хомич — 2024-07-19

Позитивний вплив на ґрунт мають органічні добрива, які мінімізують шкідливий вплив та стабілізують або ж навіть підвищують вміст гумусу. З-поміж різних органічних добрив позитивний вплив на ґрунт мають добрива, що утворені на основі сапропелю. Доцільно також використовувати органо-мінеральні добрива, до складу яких входить сапропель та мінеральні компоненти природних корисних копалин. Такі добрива забезпечують здоровий розвиток рослин під час вирощування. Гранули добрив повинні мати кулькоподібну форму, що дозволить їх вносити у ґрунт традиційними машинами. Швидко та якісно виготовити гранули з органо-мінеральної сировини можна за допомогою комбінованих сушарок-грануляторів. Досліджено процес виробництва гранульованих добрив на основі високоорганічного сапропелю та запропоновано конструкцію машини для його реалізації. В якості сировини для виробництва добрив запропоновано використовувати органічний сапропель, що природно зневоднений до вологості 77–80%. На основі проведеного літературного аналізу запропоновано схему машини для виробництва гранульованих добрив (сушарку-гранулятор) та у лабораторних умовах відтворено її виробничий процес. Для формування гранул добрив, що мають кулькоподібну форму, використовували контактний та конвективний способи сушіння з попереднім подрібненням і обкочуванням сировини. Ці процеси запропоновано виконувати одночасно у барабанній сушильній камері з каскадною насадкою. Під час комплексу експериментальних досліджень характеристик гранул добрив визначено їх фракційний склад, вологість, міцність та щільність. Запропонований спосіб отримання органо-мінеральних добрив є перспективним, але вимагає подальшого дослідження використання у складі гранул різних видів мінеральних компонентів з місцевих родовищ, а також механізму впливу цих добрив на урожайність.

ОБҐРУНТУВАННЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ КАМЕРИ ПРЕСУВАННЯ ГВИНТОВОГО ТРАНСПОРТЕРА САПРОПЕЛЮ

Р.А. Хлопецький — 2024-07-21

Під час добування сапропелю з високим вологовмістом необхідно відокремити вільну воду, яка не має цінності для подальшого використання сапропелю, однак ускладнює його транспортування і перероблення. У статті запропоновано конструкцію камери пресування для засобів добування та перероблення озерного сапропелю природної вологості. Дослідження спрямоване на теоретичне обґрунтування геометричних параметрів камери пресування гвинтового транспортера сапропелю. В існуючих технологіях добування сапропелю використовують гвинтові, пневматичні та пневмогідравлічні транспортери. Для зневоднення добутого озерного сапропелю природної вологості у технологіях добування та перероблення сапропелю використовують, переважно, преси періодичної дії. У статті запропоновано об’єднати процеси транспортування та часткового механічного зневоднення озерного сапропелю шляхом відтискання у камері пресування гвинтового транспортера. У дослідженні розглянуто вплив конструктивних параметрів на ефективність роботи гвинтового транспортера та камери пресування. Також розглянуто вплив геометричних та інших параметрів гвинтового транспортера на його енергоспоживання, продуктивність і перебіг технологічного процесу. Проведені теоретичні розрахунки дозволили розробити рекомендації щодо оптимальних геометричних параметрів камери пресування гвинтового транспортера сапропелю, які впливають на якість та ефективність зневоднення озерного сапропелю. Використання отриманих результатів дозволить підвищити ефективність процесів добування та перероблення озерного сапропелю, що є важливим кроком у розвитку екологічно чистих технологій. Загалом, дослідження сприяє розширенню знань у галузі добування і перероблення озерного сапропелю та може бути корисним для фахівців, які займаються розробленням та удосконаленням обладнання для гвинтових транспортерів та зневоднювальних систем.

МОДЕЛЮВАННЯ ФОРМИ ПЛОДІВ ТА КОРЕНЕПЛОДІВ

І.М. Дударєв — 2024-07-27

Овочі, фрукти, ягоди та насіння сільськогосподарських культур мають різноманітну форму та розміри. Під час розроблення машин та обладнання для збирання й перероблення урожаю агропродукції необхідно ураховувати ці характеристики плодоовочевої продукції для забезпечення високої ефективності технологічних процесів. Науковці використовують різні методи для опису форми овочів, фруктів, ягід та насіння. Зокрема, використовуються морфометричний аналіз, метод реконструкції зображень контурів, отриманих з фото цілого плода або його шматочків, а також використовуються рентгенівська комп’ютерна томографія, методи оброблення 3D-даних та технології візуалізації (тріангуляція, час польоту (TOF), інтерферометрія, електромагнітне випромінювання та ультразвукове зображення). Метою дослідження було отримання математичних моделей форм плодів та коренеплодів. Твірні форм томатів, моркви та столового буряка описували шляхом модифікації суперформули плоскої кривої супереліпса. Для побудови 3D-моделей плодів та коренеплодів використовували рівняння твірної форми, записане у параметричній формі. Побудову графіків твірних форм плодів та коренеплодів, а також їх 3D-моделей проводили у системі комп’ютерної алгебри Mathcad 14. Запропоновані математичні моделі можуть бути використані під час моделювання технологічних процесів, розроблення робочих органів машин, обладнання та роботів для збирання й перероблення урожаю сільськогосподарських культур, а також обчислення фізико-механічних показників агропродукції (об’єму, маси, густини тощо). Змінюючи параметри математичних моделей плодів та коренеплодів, можна урахувати особливості форми різних їх сортів. Перспективними є подальші дослідження у цьому напрямі з метою розроблення математичних моделей для опису форми насіння, плодів та коренеплодів різних сільськогосподарських культур.