Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь

Учреждения образования

"Белорусский государственный аграрный технический университет"

Реферат на тему:

"Средство механизации при закладке на хранение и хранении корнеклубнеплодов. Типы устройств, снижающих потери при уборке"

Выполнила: студентка 2-го

курса 12 тс группы

Алейчик Ю.В.

Проверила: Бойко Т.В.

Минск - 2011

Оглавление

Способы хранения картофеля

Технологические линии послеуборочной обработки картофеля

Средства механизации при закладке на хранение и хранении корнеклубнеплодов

Типы устройств, снижающих потери при уборке

Литература

Способы хранения картофеля

Существует несколько способов хранения картофеля. Простейший - хранение в буртах, для организации которого требуются минимальные затраты, в основном на укрывной материал: солому и деревянные планки для вентиляционной канавки и доски для вытяжных труб (рис.1). Процесс хранения, в буртах слабо контролируемый и плохо управляемый. Клубни в буртах лежат с осени до весны, и часто к весне сильно прорастают; особенно в верхней части, и, нередко, поражаются болезнями, что приводит к значительным потерям, которые сильно возрастают в случае несоблюдения технологии закладки и укрытия буртов осенью.

Рис.1. Схема бурта с приточно-вытяжной вентиляцией;

1 - окончательное укрытие бурта землёй; 2 - первое укрытие бурта землёй; 3 - трубка с термометром; 4 - солома; 5 - картофель; 6 - вентиляционный канал; 7 - канава для стока воды; 8 - вентиляционный короб.

Несмотря на дешевизну, буртовой способ из-за указанных недостатков в настоящее время практически повсеместно заменён картофелехранилищами, в которых применяется два основных способа: хранение навалом и хранение в контейнерах различной вместимости и конструкции. Разновидностью контейнерного способа является хранение в сетках на поддонах и в ящиках. Различают три способа размещения картофеля при навальном хранении: навальный - сплошным слоем по всему периметру хранилища объёмом в основном 500, 1000, 1500, 2000, 3000 тонн и более, в закромах вместимостью от 20 до 40-60 т, с оставлением центрального проезда шириной, как правило, 6 м, и в изолированных секциях вместимостью от 200-250 до 400-500 тонн. Навальный - это наиболее дешёвый способ, поскольку картофель размещают навалом сплошным слоем (рис.2б) в одном помещении. Навальный способ имеет существенные недостатки: сложность размещения клубней по сортам (например, с помощью передвижных стенок), невозможность поддержания различных температурно-влажностных режимов хранения в случае размещения картофеля различного назначения, сложность предупреждения прорастания клубней семенного картофеля в процессе посадки, особенно в заключительной её части. Положительным является удобство механизированной загрузки и выгрузки клубней, высокий коэффициент использования помещения хранилища. Закромный (рис.2а), прежде всего, предназначен для хранения семенного картофеля, и поэтому широко используется в семеноводческих хозяйствах, выращивающих различные сорта и их репродукции. Недостатком этого способа является снижение на 1/3 коэффициента использования полезной площади помещения хранилища, неудобства загрузки клубней в закрома и их выгрузки, усложнение конструкции хранилища, увеличение расхода строительных материалов и тот же недостаток, что и при полностью навальном способе при хранении в одном помещении - сложность предупреждения преждевременного прорастания клубней при весенней выгрузке в процессе посадки. Секционный (рис.2г). Картофель размещают в полностью изолированных секциях различной вместимости. Наиболее прогрессивный способ хранения, поскольку позволяет дифференцированно поддерживать соответствующий температурно-влажностный режим хранения в зависимости от назначения картофеля (семенной, продовольственный, предназначенный для промышленной переработки). Положительным также является возможность предупреждения преждевременного прорастания клубней в весеннее время за счёт накопления холода при вентилировании в наиболее холодное время суток. При навальном и закромном способах это сделать значительно сложнее из-за больших размеров помещения и поступления тёплого воздуха через ворота при весенней выгрузке картофеля из хранилища. В изолированных секциях, при необходимости, возможен последовательный прогрев клубней, например, рекондиционирование перед переработкой на обжаренные продукты; или предпосадочный прогрев, чего нельзя сделать при других указанных выше способах, в связи с тем, что начнёт прорастать вся масса хранимого картофеля. Контейнерный способ хранения. Наиболее дорогой, поскольку связан с необходимостью изготовления или покупки контейнеров вместимостью 450-500 кг (применяется в России) и 500-1000 и до 5000-10000 кг (применяется в странах Западной

Европы), а также применения различных погрузочно-разгрузочных механизмов для перемещения контейнеров, укладки их в штабели и разгрузки. Эффективность этого способа во многом зависит от исходного качества картофеля, закладываемого на хранение. Качество клубней должно быть идеальным, обеспечивающим минимальные потери окупающие дополнительные затраты на оборудование и контейнеры. Положительным является высокая манёвренность (возможность доставки картофеля в любую точку хранилища), одновременное хранение различных сортов и репродукций в одном помещении, доставка клубней в помещение для прогрева и товарной подготовки, доставка по фракциям обратно на место дальнейшего хранения после переборки и калибрования и т.д., высокая степень механизации работ. По конструкции контейнеры подразделяются на складные вместимостью 450-500 кг (широко применялись в бывшем СССР для перевозки картофеля по железной дороге, применяются и в России при хранении на базах) и жёсткие (решётчатые и сплошные), применяемые в большинстве европейских стран. Картофель загружают в контейнеры в хранилище или на специальной площадке с помощью конвейера, снабжённого гасителем высоты падения клубней, или с помощью специального устройства, снабжённого также гасителем. Доставляют контейнеры и устанавливают в штабели, а также к месту разгрузки с помощью вильчатого электропогрузчика или погрузчиком с двигателем внутреннего сгорания, снабжённым катализатором. Разгружают контейнеры в бункер линии по товарной подготовке картофеля с помощью специального опрокидывающего устройства или с помощью погрузчика, снабжённого опрокидывателем. Хороший результат даёт загрузка картофеля в контейнеры в поле при уборке копателем с подбором клубней вручную. По сравнению с навальным контейнерный способ снижает, как и закромный, коэффициент полезного использования вместимости хранилища.

Рис.2. Принципиальная схема хранилищ в хозяйствах РФ: а - закромное; б - навальное (контейнерное); в - секционное с открытыми секциями; г - секционное с изолированными секциями; д - секционное (серии ЛМК) из лёгких металлических конструкций с цехом товарной подготовки; 1 - закром; 2 - вентилятор; 3 - помещения для размещения продукции навалом или в контейнерах; 4 - секции открытые; 5 - тамбур; 6 - секции изолированные; 7 - цех товарной подготовки; 8 - бытовые помещения, ремонтная мастерская, комната отдыха.

Технологические линии послеуборочной обработки картофеля

Применяемое оборудование. Комплексы послеуборочной обработки картофеля выполняют следующие процессы: очистку корнеплодов от растительных остатков и почвы, машинное разделение на фракции, ручное выделение примесей и некондиционных клубней, загрузку, выгрузку и затаривание.

Широко применяемые технологические линии для обработки картофеля в основном разделяют клубни по геометрическим размерам и очищают их от растительных остатков, камней и почвы. В отдельных линиях предусматривают ручное выделение на переборочных столах 6 (рис.3) поврежденных клубней, растений, комков почвы и камней. Для равномерной загрузки оборудования применяют комплексы с бункерами-накопителями 4. В таких комплексах ускоряется прием клубней с поля и обеспечивается непрерывность всего технологического цикла.

Рис.3 Технологическая линия обработки картофеля:

1-приемный бункер; 2-транспортер; 3 - устройство для очистки клубней от примесей; 4 - бункер-накопитель; 5 - устройство для разделения на фракции; 6 - переборочные столы; 7 - бункеры для фракций; 8-бункер камней и почвенных комков; 9-лотки для отходов

Иногда вместо бункеров картофель закладывают в резервные емкости на площадках с твердым покрытием и навесом. Выходы с очистки, переборочных столов или сортировальных машин (при отсутствии переборочных столов) направляют в бункеры готовой продукции и отходов, а также подают элеваторами в транспортные средства, контейнеры или мешки.

Для послеуборочной обработки картофеля используют сортировальные пункты КСЭ-15Б, КСП-15Б (производительность 15 т/ч) и стационарные пункты КСП-25 (производительность 25 т/ч) и комплекс К-750 (производительность 30 т/ч). Хорошо зарекомендовала себя передвижная сортировочная машина КМ 20-60 производительностью до 60 т/ч и вместимостью бункера 14 м3.

Пропускная способность линии для сортирования клубней ограничивается переборочным столом. Ручная выборка примесей экономически целесообразна лишь при небольшом их содержании в материале.

Средства механизации при закладке на хранение и хранении корнеклубнеплодов

На хранение в хозяйствах закладывают картофель семенного и продовольственного назначения. Корнеклубнеплоды хранят в специальных хранилищах и буртах. Проектными организациями разработаны типовые проекты хранилищ вместимостью 500.5000 т.

Хранилища бывают закромного, навального, секционного и контейнерного типов. Закромные картофелехранилища с совмещенным потолком и крышей имеют от одного до трех центральных проездов шириной 4.6 м. Вместимость закромов находится в пределах 30.100 т. Навальные хранилища на 30 % вместительнее закромных, в них облегчена загрузка и выгрузка материала, что позволяет снизить себестоимость на 15 % и затраты труда на 30 %. Однако в этих хранилищах увеличивается опасность смешения сортов, что отсутствует при хранении навалом в секциях хранилищ (секционный тип).

Контейнерный способ используют при хранении продовольственного картофеля. При этом достигаются минимальные затраты труда по сравнению с другими способами.

Контейнеры не догружают на 5.6 см до верхней части и устанавливают в штабеля с высотой загрузки три-пять ярусов. Расстояние от верхнего контейнера до перекрытия должно быть не менее 80 см, а до стены хранилища - 60 см. Штабеля размещают блоками, оставляя центральный проезд шириной не менее 2,5 м.

Корнеплоды перевозят на хранение непосредственно с поля или после послеуборочной обработки. Предпочтительнее закладывать на хранение картофель и корнеплоды без предварительного сортирования, что снижает травмирование и повышает сохранность. Доочистку и сортирование в таких случаях проводят перед реализацией, а для семенного картофеля - и в предпосадочный подготовительный период.

Картофель, предназначенный для хранения, не должен содержать более 25 % примесей и 10 % нестандартных (увядших, с наростами, позеленевших и т.п.) клубней. Загрязненность почвой должна быть не более 10 %.

Загружают картофель в хранилища транспортерами с приспособлениями (скатными лотками, змейками и др.) и загрузочными машинами. Верхняя поверхность насыпи должна быть выровнена.

Машины для загрузки хранилищ разнообразны по назначению, применению и устройству. Рабочие органы этих машин осуществляют различные технологические операции: принимают клубни и корнеплоды из транспортных средств, отделяют от них оставшиеся примеси и некондицию, разделяют на фракции подают их к месту хранения.

Технологические операции приема, отделения примесей и некондиции, сортирования на фракции аналогичны рассмотренным операциям послеуборочной обработки и выполняются теми же рабочими органами.

В качестве рабочих органов для подачи клубней и корнеплодов к месту хранения при бестарных способах используют ленточные транспортеры различных типов.

Технологическая схема работы транспортера-загрузчика ТЗК-ЗО показана на рис.4 Отсортированные клубни по подающему.

Рис.4 Транспортер-загрузчик ТЗК-ЗО: 1-стрела; 2-подъемный транспортер; 3 - бункер; 4-приемный транспортер; 5-стрела загрузчика транспортеру поступают в приемный бункер 3, затем подъемным транспортером 2 подаются для закладки на хранение. Стрела загрузчика меняет свое положение с помощью гидроцилиндра в пределах 0,3.5,5 м в зависимости от высоты загрузки.

Повреждение клубней при загрузке не превышает 1 %. Примеси должны равномерно распределяться по насыпи. Не допускаются при загрузке потери свыше 0,1 %.

Рабочие органы машин для послеуборочной обработки картофеля.

Приемные бункеры (рис.5) служат для приема клубней, корней и плодов овощей (в том числе с примесями) из транспортных средств, контейнеров или через ленточные транспортеры на послеуборочную обработку, для загрузки в хранилище и на машины для подготовки продукции к реализации. Они обеспечивают равномерную подачу принятой продукции на последующие машины с требуемой производительностью и выполняют роль компенсаторов при неравномерном ее поступлении.

Рис.5 Приемный бункер

Основными параметрами приемного бункера являются: вместимость Vб; время разгрузки (приема продукции) из транспортных средств tоб; размеры - ширина Вп и высота Нп приемной зоны, ширина Вс плотна секции; производительностьQ; скорость полотна vп; высота Hв выхода продукта; потребляемая мощность N.

Вместимость приемного бункера Vб должна быть не меньше оcредненной вместимости единичного транспортного средства Vтр" используемого при уборке. Бункер должен обеспечивать работу предшествующего звена (уборочных машин или линий предшествующего цикла) в течение, как показывает опыт, не менее чем одной рабочей смены

Скорость полотна бункера vп должна быть регулируемой, чтобы сравнительно быстро отводить продукцию от места ее выгрузки в бункер при разгрузке транспортных средств и изменять подачу продукта из бункера на другие машины (линии) в широких пределах. При ширине полотна 1.2 м она плавно изменяется в пределах до 0,5 м/с.

Устройства для сортирования клубней разделяют клубни в основном по геометрическим размерам. Для разделения используют транспортерные, грохотные, роликовые и барабанные сортирующие рабочие органы (рис.6). Имеются два способа выделения фракций - последовательный и параллельный (рис.6, б). При первом способе выделенные фракции идут в проход, а при втором - в сход. При последовательном способе из массы продукта в проход выделяется самая мелкая фракция, смесь остальных фракций сходит на следующий участок, из этой смеси в проход выделяется самая мелкая фракция, а более крупные идут в сход и т.д. При параллельном способе в сход идет самая крупная фракция, а смесь меньших фракций идет в проход и поступает на следующий участок сортирующего рабочего органа, где в сход также идет самая крупная фракция, а остальные идут в проход и т.д. При параллельном способе выделения фракций удельная производительность повышается на 25.40 % и снижаются повреждения клубней наиболее ценной крупной фракции. При увеличении длины участков несколько повышается точность сортирования, но повреждения клубней могут увеличиться.

Рис.6 Схемы транспортерной (а), грохотной (б), роликовой (в) и барабанной (г) сортировок клубней картофеля: 1,7 - ведомые валы со шкивами; 2 - направляющие ролики; 3-встряхиватель; 4-ведущий вал со шкивами; 5-натяжное устройство; 6-ремень; I-последовательное выделение фракций; II - параллельное выделение фракций

Транспортерные сортировки могут быть ременными, сетчатыми, полотенными и цепными. Наибольшее распространение получили ременные сортировки.

Рабочую поверхность ременных сортировок выполняют из бесконечно движущихся ремней круглого сечения, расположенных параллельно или веерообразно с увеличивающимся шагом по направлению движения продукта. В первом случае продукт разделяется на две фракции, а во втором - на три и более. Наибольшее распространение получили четырехвальные сортировки - модули с размещением транспортеров для проходных фракций внутри ременного контура (рис.6 а). Изменение взаимного положения модулей позволяет выделять фракции последовательно или параллельно.

Сортировки грохотного типа (рис.6, б) могут быть с последовательным или параллельным расположением решет. Наибольшее распространение получили колеблющиеся грохоты с параллельным (ярусным) расположением решет.

Машины такого типа используют за рубежом для сортирования картофеля и лука. В отличие от уборочных машин решета сортировок устанавливают с уклоном вниз под углом а или горизонтально, что облегчает выбор кинематических параметров. Горизонтальные решета имеют кулачковый встряхиватель. Для очистки решет от заклинившихся в отверстиях решет клубней устанавливают специальные устройства.

Роликовые сортировки (рис.6, в) имеют круглые или квадратные отверстия, образованные поперечными фигурными роликами соответствующей формы, а также щелевые (винтовые) отверстия. Наибольшее распространение для сортирования картофеля и репчатого лука получили сортирующие поверхности с поперечными роликами. Различная компоновка роликовых поверхностей позволяет осуществлять последовательное и параллельное выделение фракций.

картофель хранилище уборка загрузка

Барабанные сортировки выполняются конусными с горизонтальным расположением оси и цилиндрическими с наклоном оси в направлении технологического процесса (рис.6, г).

Качество разделения на фракции зависит от установки регулируемых узлов машины. В роликовых сортировках точность разделения достигается изменением расстояния между роликами, в транспортерных - границ между мелкой и средней фракциями с помощью подвижного делителя и калибрующей щели между ремнями.

Для установки оптимального режима берут и оценивают пробы каждой фракции. Перед сортированием материал доочищают от примесей и испорченных клубней и плодов. В мелкой фракции допускается не более 3 % примесей, а в остальных - до 1 %.

Многочисленные устройства для механического разделения смеси по другим признакам основаны на следующих отличительных свойствах картофеля, комков и камней: плотности; аэродинамических свойствах; упругости; твердости; трении скольжения и качения; комбинации нескольких перечисленных свойств; электрических свойствах; способности поглощения лучей; оптической отражательной способности.

В установках, основанных на различной оптической отражательной способности, материал предварительно очищают и сортируют по размерам, а затем по транспортеру 1 (рис.7) он направляется разреженным потоком на наклонную поверхность 2 в зону контроля 3. В зоне контроля лучи с длиной волны 0,8.1,3 мкм от инфракрасного излучателя 9, отражаясь от клубней, попадают на оптико-механический преобразователь 7 и сигнал от него идет в блок распознавания 8.

В зависимости от оптических характеристик исполнительный механизм направляет здоровые клубни на транспортер 5, а подгнившие клубни и почвенные комки - на транспортер 6. Класс здоровых клубней картофеля характеризуется резким изменением

Рис.7 Оптико-механический отделитель:

1,5 и б-транспортеры; 2 - наклонная поверхность; 3 - зона контроля; 4 - исполнительный механизм; 7 - оптико-механический преобразователь; 8 - блок распознавания; 9-излучатель света коэффициента отражения на длинах волн 0,98.1,18 мкм.

Внутри класса спектрограммы имеют вероятностное распределение амплитуды и тесную корреляционную связь (0,96.0,99) по спектру. Класс Твердых примесей характеризуется равномерным увеличением значения коэффициента отражения в зависимости от длины волны. Вероятность распознавания при скорости подачи 0,3 м/с для твердых примесей равна 0,92.0,97.

Радиометрические и рентгеновские устройства обеспечивают высокое качество разделения даже в условиях высокой запыленности. Однако они высокоэнергоемки и сложны по устройству и в обслуживании. При этом требуется надежная защита от радиации.

Типы устройств, снижающих потери при уборке

Основными причинами механических повреждений клубней являются: восприимчивость клубней к механическим воздействиям, несовершенство технологии возделывания и уборки, конструкции уборочных и транспортных машин, неполное использование возможных регулировок.

Чувствительность сорта к механическим воздействиям является одним из важнейших факторов. По данным Центральной машиноиспытательной станции разница в коэффициенте эластичности основных пяти сортов, выращиваемых в центральной зоне, составила от 2 до 75 %. Сорта картофеля должны обладать хорошей приспособляемостью к условиям вегетации, иметь прямостоячую ботву, компактное гнездо клубней средней величины округлой или округло-овальной формы. Клубни должны быть упругими и менее восприимчивыми к влиянию пониженных температур.

Снизить повреждения можно за счет рационального выбора технологии. Увеличение ширины междурядий и предуборочное удаление ботвы в условиях центральной зоны снижают повреждаемость клубней в 3,2.3,5 раза. Способствует снижению механических повреждений клубней и правильно выбранный способ уборки в зависимости от почвенно-климатических условий. Так, например, комбинированный способ уборки картофеля снижает число механических повреждений клубней и сокращает число проходов комбайна по полю, значительно повышает его производительность при уборке на легких (супесчаных) и средних (легкий суглинок) почвах независимо от погодных условий.

Важным технологическим фактором является выбор сортов картофеля, позволяющих смещать фазы развития на более благоприятный период. Этот прием в сочетании с некорневыми подкормками и дефолиацией позволяет сместить вегетацию на 25.40 дней и убирать картофель в конце лета. Широко применяется и посадка пророщенных клубней.

В конструкции машин следует уменьшать или вообще не допускать перепады клубней с одного рабочего органа на другой или при выгрузке в транспортное средство. Для снижения повреждений клубней при встряхивании и перемещении на прутки элеватора устанавливают эластичные защитные профили, имеющие разную форму и размеры (рис.8). Защитные профили с гребнями кроме снижения напряжений в зоне контакта еще предотвращают скатывание клубней.

Рис.8. Типы эластичных защитных профилей прутковых элеваторов (а. м - наиболее часто применяемые варианты форм)

Для смягчения ударов в местах перепада устанавливают гасители скорости (рис.9). Обрезиненные полотна (рис.9, а) или обрезиненные прутковые решетки (рис.9, б), как правило, устанавливают при перепаде потока клубней с транспортеров в бункеры-накопители или при укладке в борозду при раздельной уборке. При изменении направления потока вороха на 90* наиболее эффективно экранирование потока.

При уборке картофеля важно установить технологические регулировки, соответствующие условиям работы. Увеличение примесей почвы в ворохе до 25 % приводит к снижению механических повреждений в 2.3 раза, однако это связано с увеличением затрет энергии. В ранние периоды уборки увеличение подачи клубней более 2,5 кг/с нежелательно, так как при большой подаче увеличивается число клубней с поврежденной кожурой. В период массовой уборки оптимальной для комбайна ККУ-2А является подача клубней до 4 кг/с.

При уборке картофеля желательно обеспечить соотношение скорости основного сепарирующего пруткового транспортера и скорости комбайна 1,0: 1,1 для почв с тяжелым гранулометрическим составом и 1,0: 0,9 - для рыхлых почв. При использовании баллонов-комкодавителей важно установить зазор между баллонами и выбрать давление на клубни и крупные глыбы. На легких и средних почвах рекомендуется увеличивать зазор между баллонами до 150 мм. Давление на клубень не должно превышать предельного значения 0,015МПа.

Рис.9. Гасители скорости клубней: 1-подающий транспортер; 2-клубни картофеля; 3 - фартук (а - обрезиненное полотно; б - обрезиненная решетка; в - роторы из капроновой щетки; г - решетка-гаситель из резиновых трубок); 4 - принимающий транспортер

Литература

1. Н.И. Кленин, С.Н. Киселев, А.Г. Левшин "СЕЛБСКО-ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МАШИНЫ"

2. Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины.