References

spfp

Хранение и переработка сельхозсырья

Storage and Processing of Farm Products

2072-96692658-767X

РОСБИОТЕХ

10.36107/spfp.2021.179

spfp-179

Research Article

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

TECHNOLOGICAL PROCESSES, MACHINES AND EQUIPMENT

Конические решетки в устройствах для обеззараживающей обработки зерна

Conic Floors in the Seeds Treatment Devices

https://orcid.org/0000-0002-1490-644X

Максименко

Владимир Андреевич

Maksimenko

Vladimir A.

ведущий научный сотрудник лаборатории био энерготехнологий, СКНИИМЭСХ ФГБНУ "АНЦ "Донской", кандидат технических наук (SPIN-код: 2509-9795)

elektro_skniimesh.rashn@mail.ru

Северо-Кавказский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Аграрный научный центр «Донской»РоссияNorthern-Caucasian Scientific Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture Federal State Budgetary Scientific Institution «Agricultural research center «Donskoy» (NCRIMEA FSBSI «ASC «Donskoy»)Russian Federation

2021

18072021

02139149

2021

Максименко В.А.

Maksimenko V.A.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.spfp-mgupp.ru/jour/article/view/179

Исходя из ранее выявленной эффективности применения комбинированных обеззараживающих воздействий для обработки семян зерновых культур предложено их выполнение в одном устройстве. Выполнен анализ возможных конструктивных вариантов установок для обеззараживания зерна на основе обработок низкочастотными магнитными полями или электромагнитными полями сверхвысокой частоты в сочетании с воздействием конвективного тепла, по результатам которого сделан выбор в пользу разработки устройства для этапа обработки зерна обеззараживающими газовыми агентами, оснащенного коническими решетками, с разработкой его технологической схемы.

Обоснована конструктивно-технологическая схема установки комбинированного обеззараживания семян зерновых культур и разработана методика определения параметров ее элементов и режимов функционирования.

Рассмотрены условия рационального соотношения газового и зернового потоков в устройстве и предложены основные математические выражения для определения их расходов. Считая определяющим расход потока зерна в зоне электрофизического воздействия по предложенным выражениям могут определяться основные размеры конических решеток и их расположение относительно друг друга, а также время пребывания зерна под воздействием обеззараживающего газового потока. На основе предложенных выражений возможно также решение обратных задач – подбора параметров потоков для рационального использования имеющихся размеров решеток.

Представленные зависимости и методические рекомендации могут применяться при проектировании оборудования для комбинированного электрофизического обеззараживания зерна с использованием конических решеток.

On the basis of the previously revealed efficiency of grain crops compound aseptic influences, it is suggested their fulfillment in a single device. The analysis of the possible constructive variants of the units for grain disinfection was carried out on the basis of treatments with low-frequency or super-high frequency magnetic fields in aggregate with convection heat action. By the results of this analysis the choice has been made in favour of a unit designed for grain treatment period with decontaminating gas agents and equipped with conical grids. Its process flowsheet has been worked out too. The constructive-process flowsheet of the unit for combined crops grain disinfection has been validated and either its elements’ method of characterization or modes of operation have been worked out. Conditions of rational correlation of gas and grain flows in a unit have been considered, and main mathematical expressions have been suggested for estimation of their charges. If grain flow discharge is considered to be determinating factor in the area of electro physical influence, as the main sizes of conical grids and their positional relationship as time of grain staying under influence of decontaminating gas flow can be determined according to offered expressions. Inverse solutions can be made on the basis of these expressions, for example, flows parameters matching for rational use of available grids of certain sizes. Presented dependences and methodic guidelines will be useful at designing the equipment with conic floors.

зерногазпотокрешеткаконусслойобеззараживание

graingasflowfloorconelayerdisinfection

Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2019-2021 гг. "Фундаментальные проблемы и принципы разработки интенсивных технологий и энергонасыщенной техники нового поколения производства основных групп продовольствия" (шифр темы НИР 0706-2019-0006 «Разработать новые технологические принципы, процессы и технические средства в системе переработки и обеззараживания зерна и семян»).

The work was carried out within the framework of the Program of Basic Scientific Research of State Academies of Sciences for 2019-2021. "Fundamental problems and principles for the development of intensive technologies and energy-rich technology of a new generation for the production of the main food groups" ( research project 0706-2019-0006 "Development of the new technological principles, processes and technical means in the system of processing and disinfection of grain and seeds").

References1

Андреев, С. А. (1987). Установка для СВЧ-обработки семян (Автореферат дисс. … канд. техн. наук). М.: МИИСП им. В.П. Горячкина.

Andreev, S. A. (1987). Ustanovka dlya SVCh-obrabotki semyan (Avtoreferat diss. … kand. tekhn. nauk) [Installation for the SHF treatment of seeds (Abstract of PhD)]. Moscow: MIISP im. V.P. Goryachkina. Moskva.

Андрющенко, Ю. А., Буханцов, К. Н. (2007). Исследование процесса обеззараживания зерновых материалов от плесневых грибов разными способами на основе озонирования. В Экология и сельскохозяйственная техника: Сборник научных трудов по Материалам 5-й Междунарадной научно-практической конференции (т. 2, с. 216-225). СПб.: Северо-Западный НИИМЭСХ РАСХН.

Andryushchenko, Yu. A., Bukhantsov, K. N. (2007). Issledovanie protsessa obezzarazhivaniya zernovykh materialov ot plesnevykh gribov raznymi sposobami na osnove ozonirovaniya [The research of grain materials’ disinfection process for molds with different methods on the basis of ozonization]. In Ekologiya i sel'skokhozyaistvennaya tekhnika: Sbornik nauchnykh trudov po Materialam 5-i Mezhdunaradnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Ecology and agricultural technics: Collected papers of the 5th International theoretical and practical conference] (vol. 2, pp. 216-225). S-Petersburg: Severo-Zapadnyi NIIMESKh RASKhN.

Буханцов, К. Н. (2015). Математическая модель процесса обеззараживания увлажненного водой зерна сочетанием конвективного нагрева и обработки электромагнитным полем сверхвысокой частоты. Электротехнические комплексы и системы управления, 1, 9-23.

Bukhantsov, K. N. (2015). Matematicheskaya model' protsessa obezzarazhivaniya uvlazhnennogo vodoi zerna sochetaniem konvektivnogo nagreva i obrabotki elektromagnitnym polem sverkhvysokoi chastity [A mathematical model of moistened grain disinfection process by combination of convective heating and treatment with electromagnetic field of microwave frequency]. Elektrotekhnicheskie kompleksy i sistemy upravleniya [Electro technical complexes and control systems], 1, 9-23.

Буханцов, К. Н. (2012). Озон и аэроионы: возможности и проблемы использования для сушки зерна. Хранение и переработка сельхозсырья, 9, 13-16.

Bukhantsov, K. N. (2012). Ozon i aeroiony: vozmozhnosti i problemy ispol'zovaniya dlya sushki zerna [Ozon and air ions: their capabilities and problems for grain dryer]. Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya [Storage and Processing of Farm Products], 9, 13-16.

Васильев, А. А. (2018). Обоснование режимов послеуборочного обеззараживания зерна с использованием поля СВЧ (Дисс. канд. техн. наук). М.: Донской государственный аграрный университет.

Vasil'ev, A. A. (2018). Obosnovanie rezhimov posleuborochnogo obezzarazhivaniya zerna s ispol'zovaniem polya SVCh (Diss. kand. tekhn. nauk) [The validation of afterharvesting grain disinfection modes using SHF field (PhD dissertation)]. Moscow: Donskoi gosudarstvennyi agrarnyi universitet.

Дубровин, А. В. (2017). Технологически или экономически оптимальные инфракрасная и кондуктивная сушка и озонирование при обеззараживании зерна и комбикормов для птицы. Вестник ВИЭСХ, 2, 32-44.

Dubrovin, A. V. (2017). Tekhnologicheski ili ekonomicheski optimal'nye infrakrasnaya i konduktivnaya sushka i ozonirovanie pri obezzarazhivanii zerna i kombikormov dlya ptitsy [Technologically or economically optimal infrared and conductive drying and ozonization at grain disinfection and combined feed for birds]. Vestnik VIESKh [Bulletin All-Russian Research Institute of Agricultural Electrification], 2, 32-44.

Максименко, В. А., Андреев, А. И., Громакова, Л. В., & Парапонов А.А. Оценка влияния электрофизических обработок семян пшеницы на прочность соломы. В Ресурсосберегающие технологии: возделывание и переработка сельскохозяйственных культур: Сборник научных трудов инновационные проекты в АПК (с. 243-249). Зерноград: ВНИПТИМЭСХ.

Maksimenko, V. A., Andreev, A. I., Gromakova, L. V., & Paraponov A.A. Otsenka vliyaniya elektrofizicheskikh obrabotok semyan pshenitsy na prochnost' solomy [The evaluation of wheat seeds electro-physical treatment influence on straw strength]. In Resursosberegayushchie tekhnologii: vozdelyvanie i pererabotka sel'skokhozyaistvennykh kul'tur: Sbornik nauchnykh trudov innovatsionnye proekty v APK [Alternative technologies: agricultural crops cultivation and treatment: Collected scientific papers of the International Scientific Technical Conference: «Alternative technologies and innovative designs in AIC»] (pp. 243-249). Zernograd: VNIPTIMESKh.

Пахомов, А. И. (2016). Комбинированная технология обеззараживания зерна. Хранение и переработка зерна, 2, 27-29.

Pakhomov, A. I. (2016). Kombinirovannaya tekhnologiya obezzarazhivaniya zerna [A combined technology of grain disinfection]. Khranenie i pererabotka zerna [Grain Storage and Treatment], 2, 27-29.

Пахомов, А. И., Максименко, В. А., Буханцов, К. Н., & Ватутина, Н. П. (2020). Комбинированный конвективно-магнитный метод обеззараживания семенных материалов в АПК. Техника и оборудование для села, 3, 33-36. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2020-3-33-36

Pakhomov, A. I., Maksimenko, V. A., Bukhantsov, K. N., & Vatutina, N. P. (2020). Kombinirovannyi konvektivno-magnitnyi metod obezzarazhivaniya semennykh materialov v APK [Combined convective-magnetic method of seeds’ material disinfection in AIC]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela [Machinery and equipment for rural areas], 3, 33-36. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2020-3-33-36

Пахомов, А. И., Максименко, В. А., & Буханцов, К. Н. (2017). Энергетическая оценка комплекта нового оборудования для конвективно-сверхвысокочастотного и низкоконцентрационного химического обеззараживания зерна и семян. Техника и оборудование для села, 11, 27-31.

Pakhomov, A. I., Maksimenko, V. A., & Bukhantsov, K. N. (2017). Energeticheskaya otsenka komplekta novogo oborudovaniya dlya konvektivno-sverkhvysokochastotnogo i nizkokontsentratsionnogo khimicheskogo obezzarazhivaniya zerna i semyan [Energy estimation of the new equipment set for convective microwave and low-concentration chemical disinfection of grain and seeds]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela [Machinery and equipment for rural areas], 11, 27-31.

Пахомов, В. И., & Буханцов, К. Н. (2011). Реализация технологий комбинированной сушки, обеззараживания и стимулирования посевных свойств зерна и семян на базе установки «ЭЛЕКТА-1». В Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: Материалы Международной научно-практической конференции (т. 1, с. 196-207). Минск: РУП НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства.

Pakhomov, V. I., & Bukhantsov, K. N. (2011). Realizatsiya tekhnologii kombinirovannoi sushki, obezzarazhivaniya i stimulirovaniya posevnykh svoistv zerna i semyan na baze ustanovki «ELEKTA-1» [Implementation of combined drying, disinfection and stimulation of grain and seeds sowing characteristics technologies on the basis of «ELEKTA-1» unit]. In Nauchno-tekhnicheskii progress v sel'skokhozyaistvennom proizvodstve: Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Scientific-technical progress in agricultural production: The International theoretical and practical conference materials] (vol. 1, pp. 196-207). Minsk: RUP NPTs NAN Belarusi po mekhanizatsii sel'skogo khozyaistva.

Пахомов, В. И., Газалов, В. С., & Буханцов, К. Н. (2019). Регрессионная математическая модель двухэтапной комбинированной электротехнологии высокотемпературной конвективной сушки и озоновоздушной обработки зерна. Тракторы и сельхозмашины, 1, 81-95. https://doi.org/10.31992/0321-4443-2019-1-81-95

Pakhomov, V. I., Gazalov, V. S., & Bukhantsov, K. N. (2019). Regressionnaya matematicheskaya model' dvukhetapnoi kombinirovannoi elektrotekhnologii vysokotemperaturnoi konvektivnoi sushki i ozonovozdushnoi obrabotki zerna [A regression mathematical model of two-stage combined high-temperature convective dryer, using electrical technology, and ozone-air grain treatment]. Traktory i sel'khozmashiny [Tractors and agricultural machines], 1, 81-95. https://doi.org/10.31992/0321-4443-2019-1-81-95

Пахомов, В. И., Максименко, В. А., & Буханцов, К. Н. (2013). Энергосберегающая технология высокотемпературной конвективной сушки и озоновоздушной обработки зерна. Хранение и переработка сельхозсырья, 5, 19-25.

Pakhomov, V. I., Maksimenko, V. A., & Bukhantsov, K. N. (2013). Energosberegayushchaya tekhnologiya vysokotemperaturnoi konvektivnoi sushki i ozonovozdushnoi obrabotki zerna [The energy-efficient technics of high-temperature convective dryer and ozone-air crop treatment]. Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya [Storage and Processing of Farm Products], 5, 19-25.

Пахомов, В. И., Пахомов, А. И., & Максименко, В. А. (2015). Новая технология обеззараживания зерна с применением СВЧ-энергии. Хлебопродукты, 9, 63-65.

Pakhomov, V. I., Pakhomov, A. I., & Maksimenko, V. A. (2015). Novaya tekhnologiya obezzarazhivaniya zerna s primeneniem SVCh-energii [A new technique of grain disinfection with SHF energy]. Khleboprodukty [Bread produce], 9, 63-65.

Сюсюра, Н. А. (2003). Обоснование параметров электроактивированного раствора и режимов работы бездиафрагменного электроактиватора в технологии предпосевной обработки семян зерновых культур (Автореферат дисс. … канд. техн. наук). Зерноград: АЧГАА.

Syusyura, N. A. (2003). Obosnovanie parametrov elektroaktivirovannogo rastvora i rezhimov raboty bezdiafragmennogo elektroaktivatora v tekhnologii predposevnoi obrabotki semyan zernovykh kul'tur (Avtoreferat diss. … kand. tekhn. nauk) [The validation of electroactivated solution parameters and diaphragmless electro activator’s operating regime in the technology of grain seeds preplant treatment (Abstract of PhD]. Zernograd: AChGAA.

Трисвятский, Л. А. (1986). Хранение зерна (5-е изд., перераб). М.: Агропромиздат.

Trisvyatskii, L. A. (1986). Khranenie zerna [Grain storage] (5th ed.). Moscow: Agropromizdat.

Цугленок, Н. В., Цугленок, Г. И., & Шахматов С.Н. (1989). Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ. М.: ВО Агропромиздат.

Tsuglenok, N. V., Tsuglenok, G. I., & Shakhmatov S.N. (1989). Intensifikatsiya teplovykh protsessov podgotovki semyan k posevu energiei VCh i SVCh [Intensification of heat processes of seeds preparation for sowing with HF and SHF]. Moscow: VO Agropromizdat.

Червяков, А. В., Курзенков, С. В., Циркунов, А. С., & Крупенин, П. Ю. (2008). Экспериментальное исследование распределения температурного поля в зерновом материале при обработке СВЧ-полем. В Инновационные технологии и технические средства в полеводстве юга России: Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии для АПК России» (с. 262-272). Зерноград: ВНИПТИМЭСХ.

Chervyakov, A. V., Kurzenkov, S. V., Tsirkunov, A. S., & Krupenin, P. Yu. (2008). Eksperimental'noe issledovanie raspredeleniya temperaturnogo polya v zernovom materiale pri obrabotke SVCh-polem [Experimental study of temperature field’s distribution in grain material at SHF field treatment]. In Innovatsionnye tekhnologii i tekhnicheskie sredstva v polevodstve yuga Rossii: Sbornik nauchnykh trudov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Innovatsionnye tekhnologii dlya APK Rossii» [Innovation techniques and technical means in field husbandry of Russia’s South: Collected scientific papers of The International theoretical and practical conference «Innovation techniques for the AIC of Russia»] (pp. 262-272). Zernograd: VNIPTIMESKh.

Cwiklinski, M., von Hörsten, D., Lücke, W., & Wolf, G. (2001). Alternativen zur chemischen Beizung. Saatgutbehandlung mit Mikrowellen- und Hochfrequenzenergie. Landtechnik, 56(1), 28-29. https://doi.org/10.15150/lt.2001.1697

Raila, A., Lugauskas, A., Steponavicius, D., Railiene, M., Steponaviciene, A., & Zvicevicius, E. (2006). Application of ozone for reduction of mycological infection in wheat grain. Annals of Agricultural and Environmental Medicine, 13(2), 287-294.

Savi, G. D., Piacentini, K. C., Bittencourt, K. O., & Scussel, V. M. (2014). Ozone treatment efficiency on fusarium graminearum and deoxynivalenol degradation and its effects on whole wheat grains (TriticumAestivum L.) quality and germination. Journal of Stored Products Research, 59, 245-253. https://doi.org/10.1016/j.jspr.2014.03.008

The authors declare that there are no conflicts of interest present.