От чистых и качественных семян зависит урожай горчицы

Основными культурами для Волгоградской области являются озимая пшеница, ячмень, подсолнечник. Однако в последнее время популярность приобретает горчица. Наш регион является одним из трех мировых центров по ее производству после Дижона (Франция) и Девоншира (Англия). Чтобы производство горчицы сделать более эффективным, волгоградские ученые создали модульный вакуумно-роторный сепаратор с авторегулятором для очистки вороха семян горчицы. Их разработка получила медаль на выставке «Золотая осень-2019».
Горчица приобретает популярность
По мнению аграриев, горчица имеет много преимуществ – это рентабельная культура, на рынке пользуется спросом и на нее хорошая цена. Горчица относится к засухоустойчивым культурам и подходит для засушливого климата, является улучшителем почв (благодаря стержневой корневой системе рыхлит ее и дает эффект пахоты) и отличным предшественником. К тому же для ее выращивания не требуется сложных технологий и особой сельскохозяйственной техники. Горчицу применяют в пищевой, мыловаренной, текстильной, фармацевтической и парфюмерной промышленности. В Волгоградской области из нее делают порошок и масло, которые хорошо идут на экспорт. В связи с этим аграрии ежегодно увеличивают ее площади. В прошлом году горчицей засеяли 35 тысяч гектаров.
– Одним из способов повышения урожайности горчицы, борьбы с распространением сорняков и снижения затрат на ее хранение является качественная очистка семян, – считает аспирант ВолГАУ Айжан Габидулина. – При этом технологический процесс должен обеспечивать выделение культурных и сорных растений, минеральных и органических примесей. Подготовка семенного материала сводится к очистке, доведению его до кондиционной чистоты и сортированию. Есть специальные машины для очистки горчицы, но они не способны отделить легкие органические примеси и недозрелые семена в один этап, да и стоят не дешево.
Поэтому у волгоградских ученых возникла идея разработать эффективную и недорогую установку для этих целей. Семена горчицы должны отвечать нормам ГОСТ Р 52325-2005, быть крупными, выравненными по величине, не иметь примесей сорняков и др.
После уборки урожая ворох всегда содержит различные примеси минерального (песок, комочки земли и твердых включений) и органического происхождения (остатки стеблей, листьев, оболочки семян), примеси ядовитых растений и сорняков, головневые мешочки, насекомых-вредителей, поврежденные, щуплые, проросшие и дефектные семена. Для дальнейшего посева их нельзя применять, сначала нужно тщательно очистить.
Сложная технология подразумевает несколько этапов – предварительную очистку свежеубранного семенного вороха, первичную и вторичную очистку, сортирование. Для этого используют: семяочистительные машины с воздушной очисткой с нагнетательным и всасывающим потоками воздуха, с решетной очисткой с одним и несколькими решетами, с ветро-решетной системой очистки, триеры, простые и комбинированные семяочистительные машины, фрикционные и электромагнитные сепараторы, пневматические и отражательные сортировальные столы, змейки и др. Но общим их недостатком является неспособность за один проход выполнять разделение семенного вороха, компоненты которого совпадают по форме и размерам.
Ноу-хау волгоградских ученых
Волгоградские ученые предложили вариант с использованием вращающего ротора и воздушного потока. Их конструкция модульного вакуумно-роторного сепаратора с авторегулятором имеет следующую схему:1 –электрический асинхронный двигатель, 2 – логический контроллер Modicon M241, 3 – частотный преобразователь, 4 – роторный барабан, 5 – перфорированный воздухопровод (с воздушным кожухом), 6 – подающий лоток, 7 – аспирационный канал.
– Ворох семян горчицы подается лотком 6 на вращающийся роторный барабан 4, при этом во внутреннюю полость перфорированного воздухопровода 5 подается под напором воздух, который через отверстия поступает во внутреннюю полость роторного барабана 4, – поясняет Айжан Габидулина. – Так как отверстия в перфорированном воздухопроводе выполнены только в правой верхней четверти, то и воздействие воздушного потока через отверстия в решете на ворох семян горчицы, находящийся на наружной поверхности роторного барабана 4, будет происходить именно в этой зоне. А здесь расположен аспирационный канал 7, который создает разрежение в данной зоне. Совместное воздействие напорного воздушного потока из внутренней полости роторного барабана 4 и разрежение от аспирационного канала 7 поднимает легкие примеси с поверхности роторного барабана 4. Они поступают в аспирационный канал и удаляются пылесборником. За счет разницы в массе составляющие вороха горчицы отрываются в разный момент и на разное расстояние. Тяжеловесные примеси отрываются раньше и отбрасываются в дальний отдел приемного бункера. Полноценные семена попадают в средний, а щуплые и поврежденные – в первый отдел приемного бункера.

Основные факторы, влияющие на процесс очистки, – это скорость вращения роторного барабана, скорость воздушного потока в системе, образующего вакуум, а также угол установки воздушного кожуха. Превышение скорости вращения роторного барабана или его недостаточная угловая скорость отслеживается емкостным датчиком приближения. Он фиксирует границу сброса «тяжелых» фракций зерна горчицы с роторного барабана при его вращении. При приближении семян горчицы к поверхности датчика он регистрирует это изменение своей емкости. Встроенная программа контроллер регулирует работу электродвигателя, при задержке через установленное минимальное время он снижает свои обороты. Основу очистки составляет работа вращающегося ротора, внутри которого через воздухопровод создается воздушный поток. Его скорость обеспечивает отрыв полноценных семян от наружной части решета ротора и их подачу в бункер.
Меньше затрат – больше прибыли
При анализе состояния вороха семян горчицы до и после проведения эксперимента установлено, что содержание минеральных примесей снижается в 4-6 раз, органических примесей в 1,5-1,8 раза, недозрелых семян в 2-4 раза, семян сорняков в 3 раза. Определены и оптимальные параметры работы сепаратора для очистки семенного вороха горчицы – при этом напор воздуха в аспирационном канале составляет 2,572 м/с, а угол направления воздушного потока – 23°. При этом производительность технологической линии возрастает на 10-12 %, качество очистки повышается до 20 %, количество очищенных семян составляет 97,5%,

Разработанный модульный вакуумно-роторный сепаратор с авторегулятором имеет программу – контроллер, которая позволяет вносить корректировку в работу установки, он отличается простотой конструкции и ее надежностью, имеет асинхронный привод. Такое техническое решение позволяет объединить вторичную очистку и сортирование семян в один технологический процесс, что приведет к снижению себестоимости продукции а, следовательно, к увеличению прибыли за счет получения качественного семенного материала высшего класса. Эту установку уже опробовали на кафедре «Технические системы в АПК» ВолГАУ и в АО «Аксайское» Октябрьского района Волгоградской области. По мнению экспертов, она имеет большой потенциал.

Лариса Алексеева    f