WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Повышение эффективности заготовки пре с сованного в рулоны сена путем оптимизации параметров процесса сушки и режимов работы оборудов а ния

На правах рукописи

Кузнецов Николай Николаевич

Повышение эффективности заготовки

прессованного в рулоны сена

путем оптимизации параметров процесса сушки и режимов работы оборудования

Специальность 05.20.01 – «Технологии и средства

механизации сельского хозяйства»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург – 2007

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук»

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор,

академик Россельхозакадемии

Попов Владимир Дмитриевич

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор

Попов Александр Александрович,

Санкт-Петербургский ГАУ;

- кандидат технических наук,

Папушин Эдуард Александрович

ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии

Ведущая организация – Северо-Западная МИС

Защита диссертации состоится «01» ноября 2007 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета К 006.054.01 при ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии по адресу: 196625, Санкт-Петербург, Тярлево,
Фильтровское шоссе 3.,факс (812) 466-56-66

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ
СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии.

Автореферат разослан сентября 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Черей Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Сено является одним из наиболее важных кормов в стойловый период, в нем содержатся протеин, сахар, витамины, минеральные и другие вещества, необходимые для нормального развития организма животных и повышения их продуктивности. Существующие способы заготовки сена характеризуются большими количественными и качественными потерями. Вследствие несовершенства уборочной техники и воздействия природных факторов, механические и биологические потери при полевой сушке достигают 55%. Поэтому разработка технологии заготовки сена и его сушки, обеспечивающей получение конечного продукта с высокими качественными показателями, является важнейшей задачей в кормопроизводстве

Повысить качество и сохранность сена можно за счет более широкого применения технологий его приготовления в прессованном виде. В Северо-Западном регионе широко используется технология заготовки сена, прессованного в крупногабаритные рулоны с использованием российских рулонных пресс-подборщиков ПРП-1,6, ПР-Ф-110(145,180) и машины зарубежных фирм KRONE, SIPMA и др.

Основным недостатком этой технологии является невозможность заготовить качественное сено при неблагоприятных погодных условиях. Исследования показали, что в случае закатывания в рулоны недосушенной или неравномерно просушенной травы, плесени избежать не удается даже при внесении консерванта в процессе прессования.

Успешным решением этой проблемы может стать интенсификация процесса сушки провяленной до влажности 30-40% травы в рулонах на специализированных сушильных установках.

Цель и направление исследований. Повышение эффективности заготовки сена, прессованного в рулоны, путем оптимизации параметров процесса сушки и режимов работы оборудования.

Объект исследований. Процесс сушки провяленной до влажности

30-40%, травы прессованной в рулоны.

Научная новизна:

  • теоретическая модель процесса сушки провяленной травы в рулоне;
  • основные математические зависимости процесса сушки рулонов из провяленной травы;
  • метод определения предельных значений влажности провяленной травы в рулонах в зависимости от условий сушки.

Практическая ценность работы:

- конструктивно-технологическая схема подачи воздуха в рулон;

- оптимальные параметры процесса сушки;

- режимы работы сушильной установки.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-методической конференции «Реализация академической системы управления качеством образования» в 2005 г., г. Вологда; на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня открытия Чувашской ГСХА в 2006 г., г. Чебоксары; на Международной конференции «Кормопроизводство в условиях севера: проблемы и пути их решения» в 2007 г., г. Петрозаводск; на 5-й международной научно-практической конференции «Экология и сельскохозяйственная техника», 2007г., г. Санкт-Петербург.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 5 научных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений, списка использованных литературных источников и приложений. Содержит 131 страницу, включая 26 рисунков и 18 таблиц. Список литературы включает 99 наименований, в том числе 9 на иностранных языках

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований.

В первой главе приведен обзор технологий заготовки сена (рассыпного, прессованного) полевой сушки и технологий заготовки сена с применением принудительного вентилирования.

Исследованиями процессов сушки травяных кормов занимались и сделали большой научный вклад такие ученые, как М.Ш. Ахмедов, В.А. Бондарев, В.Ю. Валушис, И.П. Деркачев, В.С. Ломакин, В.М. Любарский, В.Д. Попов, В. И Пятрушевичус, В.С. Сечкин, Л.А. Сулима, А.Ф. Эрк.

Потери питательных веществ при заготовке сена, в основном, зависят от, принятой технологии его заготовки, фазы развития растений к началу уборки, погодно-климатических условий и продолжительности сушки.

Погодные условия оказывают существенное влияние на динамику сушки травы, величину биохимических потерь в поле и при подготовке к хранению. Проведенные Сечкиным В.С. и Ломакиным В.С. исследования погодных условий, складывающихся в период заготовки кормов, на Северо-Западе РФ, показали, что не менее чем в 40% случаев погодные условия неблагоприятны для естественной сушки скошенной травы.

В условиях Северо-Запада Р.Ф., получить высококачественное сено, можно лишь применяя искусственную сушу трав. Достоинствами этого метода являются: меньшая зависимость от погоды за счет резкого сокращения времени нахождения скошенной травы в поле и снижения, в связи с этим, потерь питательных веществ и витаминов; увеличение (на 15-20%) сбора сена, вследствие предотвращения потерь от обламывания листьев и соцветий, приготовление сена с почти полным сохранением протеина и повышенным (в 3-4 раза) содержанием каротина, по сравнению, с содержанием его в сене полевой сушки.

Прессование сена в рулоны, наиболее распространенная технология на Северо-Западе РФ. Главными недостатками искусственной сушки сена, спрессованного в рулоны, на существующих сушильных установках, являются значительная продолжительность процесса и большие энергетические затраты.

Из аналитического обзора способов досушивания прессованной в рулоны провяленной травы видно, продолжительность искусственной сушкиможет быть сокращена путем совершенствования технологического процесса заготовки и внедрения специализированных сушильных установок, обеспечивающих рациональное использование теплоносителя и получения качественного сена.

На основании проведенного литературного обзора в соответствии с целью исследования сформулированы следующие задачи исследования:

- определить физико-механические свойства травяных рулонов, влияющих на процесс их сушки;

- изучить аэродинамические показатели процесса фильрации воздуха в досушиваемых рулонах;

- исследовать процесс тепло- и массообмена в ходе досушивания провяленной травы, прессованной в рулоны;

- определить оптимальные параметры и режимы работы оборудования для досушивания провяленной травы в рулонах;

- определить технико-экономические показатели процесса сушки провяленной травы, прессованной в рулоны, с применением предложенного сушильного оборудования.

Во второй главе дано теоретическое исследование процесса досушивания провяленной травы, прессованной в рулоны.

Закон перемещения влаги внутри материала в общем виде можно записать:

, (1)

где i – плотность потока влаги;

Д – коэффициент диффузии, м3/ч;

с – концентрация влаги, кг/м3;

х – направление нормали к поверхности одинаковой концентрации влаги.

Уравнение перехода веществ в дифференциальной форме:

. (2)

Уравнение показывает, что перемещение влаги происходит в виде жидкости и пара. Однако, при чрезмерном увеличении скорости сушки внутреннее перемещение влаги зависит не только от молекулярной, но и от термической диффузии и гидродинамического течения.

Общее дифференциальное уравнение перехода:

(3)

где U – влажность материала в любой точке, кг/кг;

– время, ч;

ам – коэффициент влагопроводности, м2/ч;

м – коэффициент термовлагопроводности, 1/град;

x, y,z – координаты.

Если в качестве первого приближения принять аm и m независящими от влажности материала (аm = const, m= const), то дифференциальное уравнение принимает вид:

(4)

С целью получения высококачественного корма при искусственной сушке температура теплоносителя не должна быть выше 60С. А при температуре менее 60С, температурный градиент внутри материала мал, термовлагопроводность при этом незначительна и вторым членом в правой части уравнения можно пренебречь.

. (5)

Влага, поступившая изнутри к поверхности материала, количество которой равно , полностью уходит в воздух, уравнение примет вид:

, (6)

где 0 – масса абсолютно сухого материала в единице объема влажного материала. кг/м3;

РМ – давление пара на поверхности материала, Н/м2;

U – градиент влажности материала, %;

В – коэффициент испарения жидкости при сушке влажного материала, кг/Н ч;

Рn – парциальное давление пара в окружающей среде, Н/м2;

qm – интенсивность сушки, кг/м2;

n – указывает, что градиент влажности относится к поверхности

материала.

В общем виде скорость сушки определяется уравнением:

, (7)

где N – скорость сушки в первом периоде, %/ч;

– приведенная скорость сушки.

Приведенная скорость сушки зависит только от влагосодержания материала и равна:

, (8)

где W – влажность материала, %;

Wр – равновесная влажность материала, %;

m – показатель степени, зависящий только от характера связи влаги с материалом.

Коэффициенты А и зависят от толщины материала, от пути, проходимого влагой при ее движение от середины к поверхности испарения материала. По коэффициенту можно судить о характере изменения температуры материала в процессе его сушки.

Общая продолжительность процесса сушки травы прессованной в рулоны составляет:

, (9)

где W1 – начальная влажность материала, %;

W2 – конечная влажность материала, %;

Wк – критическая влажность материала, %;

1 – продолжительность сушки в первом периоде, ч;

2 – продолжительность сушки во втором периоде, ч.

В основном, скорость сушки в первом периоде зависит от температуры теплоносителя, скорости фильтрации теплоносителя, плотности прессования материала в рулоне.

При сушке провяленной до влажности 30-40% травы в рулоне отсутствует период постоянной скорости сушки. В этом случае продолжительность сушки определяется уравнением:

. (10)

В третьей главе описана программа и методика экспериментальных исследований, сформулированы цель и задачи проводимой работы.

Экспериментальные исследования проводили на специально разработанной и изготовленной сушильной установке, позволяющей моделировать условия и режимы сушки провяленной в поле травы, прессованной в крупногабаритные рулоны, при одностороннем движении теплоносителя через досушиваемый материал (рис. 1). Конструктивно технологическая схема подачи теплоносителя в рулон была выбрана с учетом простоты изготовления и эксплуатации сушильной установки.

 Схема сушильной установки. Основными узлами установки являются:-11

Рисунок 1 – Схема сушильной установки.

Основными узлами установки являются: щит управления – 1, вентилятор с электродвигателем – 2, калорифер – 3, воздушная заслонка – 4, воздуховод – 5, основание – 6, камера распределения теплоносителя – 7, измерительный блок – 8.

В качестве объекта сушки были выбраны рулоны из травы тимофеевки, одной из основных культур, возделываемых в Северо-Западной зоне на корм скоту.

Для оценки процесса сушки был реализован многофакторный эксперимент, направленный на определение влияния основных факторов на ход процесса, характеризуемый величиной удельной производительности установки и удельного расхода энергии на испарение влаги.

При планировании многофакторного эксперимента выделяли три наиболее значимых и линейно независимых фактора: температура теплоносителя tт, С;скорость теплоносителя т, м/с; влажность материала wт, %. Предельные значения этих факторов установили в результате проведения предварительных опытов и анализа литературных источников, а также из ранее проведенных исследований в ГНУСЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии (таблица1).

Таблица 1.

Уровни факторов и интервалы варьирования

Факторы Кодовое обозначение Обозначение Интервал варьирования Уровни варьирования
0 +
Температура теплоносителя, (оС) X1 t 10 40 50 60
Скорость теплоносителя, (м/с) X2 0,1 0,1 0,2 0,3
Влажность материала, (%) X3 w 2 35 37 40

Задача сводилась к нахождению максимальной производительности по съему влаги при наименьших энергетических затратах, с получением корма высокого качества. Проведена серия опытов для определения комбинаций значений управляемых факторов, при которых параметр оптимизации приобретает максимальное значение.

; (11)

где: Q – удельная производительность по съему влаги, кг.исп. влаги/ч;

Z – потребляемая электроэнергия, кВт/ч/кг (исп.влаги);

Gсух – масса сухого вещества, кг;

t – продолжительность сушки, ч;

W1 – начальная влажность, %

W2 – конечная влажность, %.

Данные, полученые в ходе проведения опытов, обрабатывались статистическими методами на компьютере (с использованием программ Microsoft Excel и STATGRAPHICS Plus for Windows).)

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований.

После реализации плана эксперимента были получены зависимости показателей процесса q (производительность, кг/ч), z (расход энергии кВт/ч/кг) от рассматриваемых факторов: температура теплоносителя tт (С); скорость фильтрации через слой т (м/с); влажность материала wт (%).

Математическая обработка данных, полученных на лабораторной установке, позволила получить следующие зависимости:

Yq=4,8+0,75X1+1,0875X2–0,1875X3–0,55X12+0,375X1X2–

–0,925X22–0,425X32; (12)

Yz=0,46+0,07125X1+0,0175X2+0,02125X3+0,01625X12+

+0,035X1X2+0,0175X1X3+0,03375X22+0,03125X32. (13)

В натуральных значениях переменных факторов:

q = -107,638+0,55t+29,125+5,025w 0,0055t2+0,375t–92,52–

–0,068w2; (14)

z=8,985–0,042375t–2,925–0,4015w+0,0001625t2+0,035t+

+0,0007tw+3,375 2+0,005w2. (15)

достоверность этих уравнений доказана значениями критерия Стьюдента, а адекватность – критерием Фишера.

Рассмотрев значения коэффициентов уравнения (14) можно сделать вывод, что наибольшее влияние на производительность оказывает скорость фильтрации теплоносителя и температура теплоносителя, совместное сочетание этих факторов показано на рисунок 2. На расход энергии, уравнение (15), наибольшее влияние оказывает температура подогрева теплоносителя и влажность травы рисунок 3.

Влияние плотности травы, прессованной в рулон, на продолжительность сушки показано на рисунке 4.

Как видно из рисунка 4, при прочих равных условиях с увеличением плотности травы в рулоне времени на ее досушивание требуется больше. Так, например, при плотности рулона 120 кг/м3 продолжительность сушки составила 12 часов, а при увеличении плотности до 200 кг/м3 время на досушивания увеличивается составляет уже более чем в 2 раза. При увеличении плотности рулона возрастает сопротивление, которое должен преодолеть подаваемый теплоноситель, следствием этого является снижение скорости фильтрации воздуха и увеличение продолжительности сушки. Таким образом, можно сделать вывод, что сушке необходимо подвергать рулоны с плотностью не более 140-150кг/м3. Увеличение плотности свыше указанных величин ведет к снижению качества корма и увеличению энергетических затрат.

С увеличением влажности провяленной травы, прессованной в рулоны с 35 до 40% при различных параметрах сушки, времени на ее досушивание требуется в 1,5–2 раза больше, а при увеличении влажности до 45%, времени требуется уже в 3 раза больше.

Из рисунка 5 видно, что при влажности выше 40% продолжи-тельность досушивания резко увеличивается. Это объясняется количеством влаги, которое не-обходимо удалить при досушива-нии.

Скорость удаления влаги во многом зависит от того, на сколько теплоноситель насыщен в данный момент влагой.

Влагосодержание воздуха за-висит от текущей влажности травы в рулоне и непостоянно по его высоте. Как видно из графика (рисунок 6) в начале процесса сушки теплоноситель насыщается влагой до предельно допустимого значения (Wотн. тепл.= 93%). Далее относительная влажность теплоно-сителя постепенно снижается и он не успевает полностью насыщаться в нижних слоях и впитывает влагу по всей высоте рулона, вследствие этого влагосъем по высоте рулона идет более равномерно.

Как видно из графиков (рисунок 7) вначале процесса убыль испарившейся влаги происходит медленно. В этот сравнительно небольшой (около 20% от общей продолжительности сушки) промежуток времени происходит прогрев растений по всему объему, в этот период температура материала увеличивается. После прогрева начинается период интенсивного испарения влаги. Температура растений во всех точках в этот период практически одинакова, а интенсивность влагоотдачи постоянная, равная максимально возможной при данном режиме (снижение влажности от 37 до 20…25%).

При достижении критической точки (начиная с влажности 20…25%) интенсивность поступления влаги на поверхность растений снижается. А так как основная масса влаги испарилась в первом периоде сушки, то в начале процесса сушки без заметного влияния на снижение качества корма можно применить режим с более высокой температурой теплоносителя.

Во втором периоде, процесс удаления влаги из материала сопровождается нарушением связи ее со скелетом растений, на что затрачивается некоторая энергия. Материал нагревается. Поэтому, с учетом основного требования, предъявляемого при определении экономической целесообразности применения сушки, обеспечение максимального сохранения питательной ценности досушиваемого сырья при возможно меньших затратах энергии на процесс, температуру подогретого воздуха в процессе обезвоживания растительного сырья выбираем по допустимому нагреву материала до денатурации белка или появления признаков плесени.

Определяющее влияние на интенсивность сушки оказывает скорость фильтрации. Из рисунка 8 видно, что с уменьшением влажности провяленной травы скорость движения теплоносителя в рулоне увеличивается. Это объясняется тем, что в процессе сушки при снижении влажности травы в рулоне растения дают усадку. В свою очередь, усадка материала связана с увеличением пористости рулона, следовательно, уменьшается сопротивление движению теплоносителя в теле рулона, что благоприятно сказывается на скорости сушки.

Скорость удаления влаги из провяленной травы, прессованной в рулоны, кроме вышеотмеченных параметров зависит и от того насколько теплоноситель насыщен в данный момент влагой. Как видно из рисунка 9 а в начале процесса сушки теплоноситель насыщается до предельного значения. Далее по мере снижения влажности травы относительная влажность постепенно снижается и стремится к равновесному значению.

При увеличении скорости нагнетаемого теплоносителя (рисунок 9 б), он не успевает полностью насыщаться в нижней части и впитывает влагу по всей высоте рулона, благодаря этому удаление влаги по высоте рулона идет более равномерно

а б

Рисунок 9. Зависимость относительной влажности теплоносителя от скорости и влажности травы в рулоне: а) = 0,1 м/с; б) = 0,3 м/с при t=600С. 1 – H = 0,3 м.; 2 – H = 1,2 м.

Следует отметить, что с увеличением скорости теплоносителя разница его относительной влажности по высоте рулона уменьшается. Следовательно, равномернее буде распределена влажность провяленной травы в рулоне по его высоте.

Из параметров теплоносителя на процесс сушки провяленной травы прессованной в рулоны влияют температура и скорость.

С повышением температуры теплоносителя от 40 до 60% продолжительность сушки сокращается более чем в 1,6 раза (при скорости движения теплоносителя =0,1 м/с) и соответственно в 1,8 раза (при скорости движения теплоносителя =0,3 м/с). Подогрев воздуха в калорифере приводит сначала к резкому, а затем к менее интенсивному сокращению продолжительности сушки. Повышение температуры теплоносителя ограничено опасностью снижения качества высушиваемого сена. Опыты показали, что провяленная трава, прессованная в рулон, высушенная воздухом, подогретым до 60С, не теряет своего качества.

С увеличением скорости теплоносителя продолжительность сушки сокращается. В начальный период сушки скорость теплоносителя наиболее влияет на процесс сушки, к концу процесса влияние скорости сказывается в меньшей степени. При увеличении скорости воздуха от 0,1 до 0,3 м/с время сушки сокращается в 2 раза.

При температуре теплоносителя 60С сушка происходит более интенсивно, но неравномерно по высоте рулона, что приводит к значительному пересыханию (w= 10-14%) нижней части рулона.

При более низких темперах теплоносителя (40С) трава в рулоне сохнет медленнее, но равномернее, так как зона испарения распространяется по всей высоте рулона. Но в результате уменьшения интенсивности удаления влаги из рулона в некоторых опытах наблюдалось появление плесени в верхней части рулона.

При подогреве теплоносителя до 50С регистрировались наилучшие результаты, времени на досушивание затрачивалось, по сравнению с подогревом до 60С, всего в 1,2 раза больше, что составляет 2 часа. Рулон равномерно досушивался, пересушивания травы в нижних частях не наблюдалось.

Таким образом, интенсифицировать процесс сушки рулонов за счет увеличения температуры теплоносителя более 50С и снижения скорости фильтрации теплоносителя менее 0,2-0,3 м/с нецелесообразно.

Для нахождения оптимальных параметров сушильной установки использовали нелинейное программирование, позволяющее в зависимости от поставленной задачи находить оптимальные значения факторов.

Решение задачи оптимизации, поиска максимальной производительности установки, методом нелинейного программирования, записывается в следующем виде:

Кпр = f(X1,X2,X3)max (16)

40 X1 60;

0,1 X2 0,3;

35 X3 40;

Кзатр = f(X1,X2,X3) А, (17)

где Кпр – целевая функция производительности установки q, кг/ч;

Кзатр – целевая функция затрат энергии z, кВт/ч/кг;

Х1 – температура теплоносителя t,С;

Х2 – скорость фильтрации, м/с;

Х3 – влажность материала w, %.

Переменная А служит для ограничения целевой функции затрат энергии.

Решение задачи оптимизации параметров работы установки, для досушивания провяленной травы, прессованной в рулоны, выполнялось на ЭВМ в программе Microsoft Excel.

В таблице 2 приведены оптимальные значения факторов X1,X2,X3 при изменении переменной А.

Таблица 2.

Оптимальные значения факторов X1,X2,X3

Значение переменной А Значение целевой функции Кпр Значение целевой функции Кзатр Оптимальное значение Х1 (t, м/с) Оптимальное значение Х2 (, м/с) Оптимальное значение Х3 (w, %)
0,4 3,636 0,5 40 0,221 37,150
0,45 3,637 0,5 40 0,223 37,159
0,5 3,638 0,5 40 0,225 37,2
0,55 4,242 0,549 43,377 0,227 37,023
0,6 4,913 0,60 48,309 0,235 36,525
0,65 5,282 0,649 52,067 0,246 36,532
0,7 5,486 0,699 54,897 0,263 36,763

Из таблицы 2 видно, что при увеличении значения переменной А по ограничению затрат энергии существенно увеличивается оптимальная температура подогрева t теплоносителя, оптимальная скорость фильтрации увеличивается меньше, а влажность материала w при всех ограничениях остается практически неизменной. При увеличении температуры теплоносителя процесс сушки идет более интенсивнее, но с большим расходом энергии. Скорость теплоносителя также влияет на расход энергии на досушивание, так как для ее увеличения требуется более мощное оборудование, однако при увеличении скорости фильтрации теплоносителя производительность сушки существенно увеличивается. Из трех выделенных факторов влажность материала меньше всего влияет на расход энергии на процесс сушки и при различных значениях переменной А остается практически неизменной.

Задача оптимизации также решалась с помощью метода двумерных сечений. Он заключается в том, что находятся удовлетворяющие процессу точки пересечения поверхностей откликов для выходных значений.

Для условий Северо-Запада, по данным исследований, для сушки травы, прессованной в рулоны, можно рекомендовать следующие оптимальные параметры процесса:

  1. Относительная влажность травы в рулоне в начале процесса сушки должна быть в среднем 35-37%.
  2. Плотность прессования рулона должна быть не более 140-150кг/м3.
  3. Температуру теплоносителя целесообразно устанавливать в пределах

40-54С, причем предпочтительнее верхние пределы температуры.

  1. Скорость фильтрации теплоносителя через рулон должна составлять

0,22-0,26 м/с.

Такой режим сушки травы, прессованной в рулоны, позволяет получить высококачественный корм со средней относительной влажностью 17%.

В пятой главе приведены результаты экономической эффективности досушивания провяленной травы, прессованной в рулоны. Основной экономический эффект достигается за счет получения корма более высокого качества. Благодаря лучшему сохранению питательных веществ и витаминов сравнительно с наличием их в сене, заготовленном по технологии – рулонного сена полевой сушки, экономический эффект от использования предлагаемого способа заготовки сена составляет 112 рублей на тонну.

При скармливании 1т сена, заготовленного на сушильной установке, будет получено дополнительно около 136 кг молока. Реализовав это молоко, хозяйство получит дополнительно 950 рублей.

Годовой экономический эффект от использования технологии составляет 252136 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенные исследования показывают, что в условиях Северо- Западной зоны России получать сено в рулонах с максимальной питательной ценностью возможно при форсированном досушивании провяленной травы, прессованной в рулоны, на специализированных сушильных установках с использованием подогретого воздуха.

2. Определены оптимальные значения физико-механических параметров, влияющих на процесс сушки травы, прессованной в рулоны: плотность прессования =140-150 кг/м3, влажность растительного сырья w – до 37%.

3. Для досушивания провяленной травы, прессованной в рулоны, оптимальными параметрами процесса являются: температура теплоносителя t=50С; скорость фильтрации теплоносителя через слой =0,20 м/с. Установлено, что в начале процесса сушки без заметного влияния на снижение качества корма можно применить режимы с температурой теплоносителя до 60 С.

4. По результатам исследования процесса досушивания провяленной травы, прессованной в рулоны, на специализированной лабораторной установке, получены математические модели, характеризующие:

удельную производительность по съему влаги:

q = -107,638 + 0,55t + 29,125 + 5,025w - 0,0055t2 + 0,375t -

-92,52 - 0,068w2

и расход энергии на досушивание

z = 8,985 - 0,042375t - 2,925 - 0,4015w + 0,0001625t2 +0,035t+

+ 0,0007tw + 3,3752 + 0,005w2.

5. В зависимости от объемов заготовки рулонного сена, для повышения производительности и обеспечения непрерывности процесса сушки возможно добавляя дополнительные сушильные секции для рулонов и устанавливая соответствующее вентиляционное оборудование, на установке одновременно можно досушивать от 1 до 20 рулонов.

6 Экономический эффект заготовки сена, с досушкой провяленной травы, прессованной в рулоны, на специализированных сушильных установках, по сравнению с получением такого же сена полевой сушки составляет 1062 руб. на тонну сена. Годовой экономический эффект от использования технологии составляет 252136 руб.

  1. При неустойчивых погодных условиях возникают ситуации, когда убытки от потерь питательных веществ корма в поле значительно превышают затраты на досушивание рулонов на специализированных сушильных установках. Это дает основание рекомендовать для Северо-Западной зоны России технологию заготовки сена из прессованной в рулоны провяленной травы с досушиванием на специализированных сушильных установках.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

      1. Кузнецов Н.Н. Обоснование способа заготовки сена с досушиванием прессованой в рулоны провяленний травы// Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня открытия Чувашской Государственной сельскохозяйственной академии – Чебоксары, ЧГСХА, 2006. – С. 450–453.
      2. Кузнецов Н.Н. Обоснование способа досушивания провяленной и прессованной в рулоны травы// Сб. научн. тр. – Вып. 78. – СПб.:СЗНИИМЭСХ, 2006. – С. 119–124.
      3. Кузнецов Н.Н. Исследование закономерностей потерь давления воздуха при исскуственной сушке прессованной в рулоны травы// Материалы международной конференции. – Петрозаводск: ПГУ, 2007
      4. Попов В.Д., Кузнецов Н.Н. Технологии заготовки высококачественного сена в рулонах// Материалы 5-й международной научно-практической конференции «Экология и сельскохозяйственная техника» Том 1 – СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2007.С. 107–110.
      5. Кузнецов Н.Н. Рулонное сено питательней// Сельский механизатор. 2007, №7. – С. 38.

Подписано к печати 26.09.2007 г.

Объем 1 печ.л. Тираж 75 экз. Заказ № 663.

Отпечатано на ризографе ГНУ СЗНИИМЭСХ

Россельхозакадемии



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.