909

Графические зависимости давления и производительности от ширины зазора в головке экструдера и частоты вращения шнека представлены на рисунках

1, 2.

Рисунок 1. График зависимости давления

в предматричной зоне экструдера (Y1)

от частоты вращения шнека ω(Х1) и ширины кольцевого канала δ(Х2)

Рисунок 2. График зависимости производительности экструдера (Y2)

от частоты вращения шнека ω(Х1) и ширины кольцевого канала δ(Х2)

Анализируя полученные результаты можно отметить, что самый значимый фактор влияющий как на изменение давления в предматричной зоне экструдера, это ширина кольцевого канала δ, его зависимость практически линейная. Это же подтверждалось теоретическими расчетами градиента сопротивления головки. Частота вращения шнека имеет значительно меньшее влияние.

На производительность по жмыху влияют оба исследуемых параметра, как и предполагалось в ходе теоретического описания процесса. Производительность по жмыху изменялась от 13,3 до 20,16 кг/час. Наибольшую производительность в рассматриваемом диапазоне параметров получили при ширине кольцевого канала в 2,8 мм, но по частоте вращения шнека следует отметить, что в диапазоне от 30 до 35 с-1 производительность увеличилась незначительно от

271

19,75 до 20,16 кг/час. Это говорит о не линейной зависимости производительности от частоты вращения шнека

В процессе экспериментальных исследований выход масла через зеерную камеру был практически постоянным и составлял 10%. Это может быть обусловлено небольшим диапазоном исследуемых параметров, а также тем, что на выход масла в большей степени влияет конструкция зеерной камеры, в частности коэффициент проницаемости.

Таким образом, приведенные результаты первоначального моделирования позволяют судить об общих закономерностях.

Выводы. При проектировании экструдеров большое значение нужно уделять возможности регулирования зазора в экструзионной головке, т.к. он на прямую влияет на давление в предматричной зоне и как следствие на производительность. Полученные уравнения регрессии позволяют просчитать режимы на стадии проектирования экструдера для исследуемого диапазона: частота вращения шнека ω= 25…35 с-1, ширина кольцевого канала на выходе δ = 2…2,8 мм. Для наиболь-

шей производительности по жмыху необходимо выдерживать зазор в районе 2,6…2,8 мм, при частоте вращения шнека в диапазоне 30…35с-1 при этом давле-

ние в предматричной зоне составляет 48…54 А.

Литература

1.Анализ конструкций головок экструдеров для отжима масла. Фотин М.С., Кастицин А.В. «Молодежная наука 2020: технологии, инновации», Всероссийская науч.-практическая конф. молодых ученых, аспирантов и студентов 10-13 марта 2020 г.: В 3 ч. Ч2. Пермь : ИПЦ «Про-

кростъ», 2020. – С. 171-174.

2.Лабораторная установка для исследования процесса отжима масла из семян рапса. Фотин М.С., Кастицин А.В. «Молодежная наука 2020: технологии, инновации», Всероссийская науч.- практическая конф. молодых ученых, аспирантов и студентов 10-13 марта 2020 г.: В 3 ч. Ч2. Пермь : ИПЦ «Прокростъ», 2020. – С. 196-199.

3.Славнов, Е.В., Петров, И.А. Теоретические основы экструзии зерновых и отжима масличных культур. – Екатеринбург: УрО РАН, 2019. – 328 с.

УДК 631.333.92: 631.86

М.А. Трутнев, Н.В. Трутнев,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия e-mail: kaftog@pgatu.ru

ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ИЗ НАВОЗА И ПОМЕТА

Аннотация. Рассмотрены различные виды органических удобрений из навоза и помета в зависимости от технологий переработки, приведен краткий обзор их свойств, указаны дозы внесения удобрений, затраты на их внесение и заделку в почву в зависимости от расстояния перевозки, а также указана ориентировочная рентабельность применения этих удобрений.

Ключевые слова: навоз, помет, переработка, внесение, использование удобрений

Традиционно навоз и помет рассматриваются как органические удобрения, которые вносятся на поля для повышения урожайности сельскохозяйственных

272

культур. Но сырые навоз и помет – это экологически опасные отходы(III класс – умеренно опасные отходы и IV класс - малоопасные, ГОСТ 12.1.007-76 "Вредные

вещества. Классификация и общие требования безопасности".), в удобрение их надо превратить, то есть переработать, а для этого необходимо произвести некоторые, иногда значительные, затраты (материальные и энергетические). Далее необходимы затраты на доставку и внесение удобрений в почву, их заделку. А затем уже определить прибыль от их применения. В идеале, конечно, прибыль должна превышать понесенные затраты. Постараемся оценить, так ли это на самом деле при различных технологиях производства и использования органических удобрений из навоза и помета.

Прежде всего определимся с терминологией. Твердые органические удобрения (ТОУ) – это компосты, получаемые методом «пассивного»(по В.П. Лысенко)[7, 8, 9] компостирования или по технологии ускоренной ферментации (Н.Г. Ковалев в своих работах использует термин «компосты многоцелевого назначения» - КМН [4], некоторые авторы используют термин «биокомпост» [6,12].

Биогумус – это органическое удобрение, получаемое при переработке органических отходов калифорнийскими червями.

Жидкие органические удобрения (ЖОУ) – это жидкий навоз, подготовленный для внесения в почву. Следует заметить, что из навозных стоков можно производить и другие жидкие органические удобрения. И.В. Архипченко с коллегами разработали технологию производства жидкого удобрения из стоков свиноводческих комплексов[1].

Жидкая фракция выделяется из биогумуса или биокомпоста при их гранулировании или прессовании, в работе Смирнова А.Н. это жидкое удобрение получило название «Акватроф» [11]. В качестве жидкого удобрения может также использоваться элюат биогазовых установок (ЭБГУ), как в естественном виде, так и после разделения его на фракции [5].

Существенно повысить содержание питательных веществ и одновременно обеззараживать навоз или помет позволяет термическая сушка.

Чаще всего сушат птичий помет. Получается сухой птичий помет (СПП). Для облегчения работы с ним его гранулируют (ГСПП).

В настоящее время все большее распространение находят технологии производства микробиологических органических удобрений (И.В. Архипченко называет их «Бамил» или органо-минеральное удобрение гранулированное (ОМУГ), а в работе Бондаренко - это супер удобрение «Агровит-Кор» (СУ).

Поскольку все эти удобрения в зависимости от технологий производства содержат различное количество действующего вещества, нормы внесения их в почву значительно отличаются.

Наибольшие нормы внесения - для ЖОУ от 40 до 100 т/га, немного мень-

ше для ТОУ – 40…60 т/га.

КМН, получаемые методом ускоренной ферментации, имеют более стабильный состав, так как все компоненты смеси подвергаются анализам, а недостающие элементы добавляются в виде минеральных удобрений. Поэтому нормы их внесения в 1,5…2 раза ниже, от 20 до 40 т/га.

273

Невысокая норма внесения жидкого удобрения «Акватроф» объясняется тем, что оно используется только для обработки семян перед посевом и для внекорневой подкормки растений в период вегетации (опрыскивание).

И.В. Новиков в своей работе [10] дает цеховую себестоимость биокомпоста 328,82 руб/т, а себестоимость с учетом исходных компонентов 1200…1300 руб/т (приготовление компоста в буртах по традиционной технологии).

Схожие цифры приводит и В.П. Лысенко в своих работах [7,8,9]. По его данным себестоимость компоста, полученного методом «пассивного компостирования» - 326 руб/т, а методом ускоренного компостирования – 1150 руб/т.

Также и А.Н. Смирнов [11] приводит цеховую себестоимость биокомпоста 328 руб/т, а полную себестоимость – 1300 руб.

Во всех этих работах не учтены затраты на внесение удобрений в почву. Только в работе Брюханова А.Ю. [2] приведена стоимость компоста – 1150 руб/т, а с учетом затрат на внесение 2130 руб/т, то есть затраты на внесение составляют около 1000 руб/т, при использовании мобильных разбрасывателей. Естественно, что все эти затраты будут зависеть от применяемых технологий, оборудования и нормы внесения. На рис.1 показана зависимость затрат на внесение от нормы для мобильных разбрасывателей. Чем больше норма внесения, тем меньше удельные затраты на 1 т, но суммарные затраты на гектар площади возрастают.

Рис. 1. Затраты на внесение удобрения в зависимости от нормы внесения

(расстояние перевозки до 5 км, себестоимость 1 т·км=30 руб).

Но все эти рассуждения применимы только для идеального случая: бурт на краю поля, расстояние перевозки не более 5 км. Но если удобрения требуется транспортировать, то транспортные расходы начинают играть существенную роль.

Рассмотрим затраты на транспортировку удобрений самым распространенным транспортом – автомобилем «КАМАЗ» (самосвал) грузоподъемностью от 8 до 15 т. На текущий момент расценка за грузоперевозки автомобилями-

самосвалами 30 руб/(т.км). На рис. 2 показан рост затрат на транспортировку в зависимости от норм внесения и от расстояния перевозки.

274

Из графика на рис.2 мы видим, что уже при перевозке на расстояние 40 км затраты на перевозку сравнимы со стоимостью самого удобрения, то есть оно становится в два раза дороже.

Существенно снизить затраты на доставку и внесение органических удобрений позволяет их сушка и гранулирование [1,11]. При этом повышается концентрация питательных веществ и, соответственно, уменьшается норма внесения удобрений. Например Б.Н. Щеткин в своей работе [13] рекомендует нормы внесения сухого (СПП) и гранулированного (ГСПП) птичьего помета от 1,0 до 4 т/га, и только для картофеля 4,0…8,0 т/га. Кроме того, гранулирование позволяет использовать для их внесения широкую гамму машин и значительно облегчить механизацию внесения.

Значительно отличается и эффект от применения различных видов органических удобрений. Применение ТОУ и ЖОУ, а также КМН в первый год использования дает прибавку урожая на 18…25% (в зависимости от культуры). На кормовых культурах эффект может быть и больше (до 60%) [13], в особенности на низком агрофоне.

По данным Б.Н. Щеткина [13] внесение СПП по оптимальным нормам дает прибавку урожайности от 15 до 60 %. На различных культурах наблюдаются колебания урожайности, при больших дозах внесения происходит угнетение растений и рост урожайности замедляется. Существенного различия в применении СПП и ГСПП не выявлено.

Наибольший эффект дает использование микробиологических органических удобрений (суперудорений). Они более дорогие и требуют тщательного соблюдения технологии в процессе производства, но при внесении их в почву они улучшают ее структуру, ускоряют биологические процессы, восстанавливают микрофлору.

В настоящее время выполнен ряд работ направленных на оптимизацию состава технологических линий приготовления и внесения органических удобрений и адаптацию их к условиям сельскохозяйственного производителя [3].

Предложены программы для ЭВМ [2], которые позволяют произвести расчет и сравнение по технико-экономическим и экологическим показателям воз-

275

можных вариантов технологий приготовления, транспортировки и внесения с выявлением наиболее рациональных в условиях конкретного предприятия. Использование программ позволяет снизить капитальные затраты на 8…9 %, эксплуатационные затраты на 10…35%, повысить сохранность питательных веществ на 35…40 %, получить в 1,5 раза больший экологический эффект.

Выводы

1.Наиболее дешевыми и доступными являются твердые органические удобрения в виде компостов, но из-за больших норм внесения затраты на достав-

ку и заделку удобрения не всегда окупаются прибавкой урожая. Поэтому данные технологии могут быть рекомендованы для утилизации сравнительно небольших количеств навоза и помета при возможности использовать удобрения на своих полях и в близкорасположенных хозяйствах.

2.Внесение ЖОУ также неэффективно, так как при этом очень большие объемы грузоперевозок. Поэтому обычно рекомендуют применять трубопроводный транспорт с внутрипочвенным внесением.

3.Компосты многоцелевого назначения, получаемые методом ускоренной ферментации, имеют хорошие показатели по содержанию питательных веществ и поэтому нормы их внесения в 1,5… 2,0 раза ниже, но они дороже в 1,5 два раза, поэтому их эффективность на том же уровне. Перевозить на большие расстояния их также не стоит.

4.Более эффективно использование сухих органических удобрений (например, СПП), желательно в виде гранул (ГСПП)

5.Наибольший эффект дает использование микробиологических органических удобрений (суперудорений).

6.Производство биогаза из органических отходов перспективно, но требует больших первоначальных капиталовложений и без поддержки государства (госсубсидий), имеет длительные сроки окупаемости.

7.Необходимы исследования новых способов утилизации: производство биогаза из твердых отходов (без разбавления водой), использование пиролизного горения (производство угарного газа и комплексного минерального удобрения – золы), переработка в сырую нефть и производство жидкого топлива.

Литература

1.Архипченко И. А. «Активный ил свинокомплексов, как основа для получения микробного удобрения бамил» //Экология и промышленность России. - 2011. – Апрель. - С. 36-39.

2.Брюханов А.Ю. Повышение эффективности использования навоза путем автоматизиро-

ванного проектирования вариантов технологий приготовления органических удобрений и их внесения в почву. Автореферат дисс. на соискание уч. степ. к.т.н. – С.-Пб-Пушкин, 2009. – 18 с.

3.Волков А.Н., Максимов Д.А., Васильев Э.В. Адаптация технико-технологических ре-

шений транспортировки и внесения жидких органических удобрений к условиям производителя. //Техника в сельском хозяйстве. – 2014. - №3. – С. 20-23.

4.Ковалев Н.Г. Ресурсосберегающие технологии переработки органического сырья

//Птица и птицепродукты. – 2008. - №4. - С.21-23.

5.Кудряшова А.Г. Обоснование и разработка средств повышения энергоэффективности работы трехстадийного метантенка. Автореферат дисс. на соискание уч. степ. к.т.н. – Ижевск, ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011.– 19 с.

6.Кузенко В.Б. Повышение эффективности технологии переработки навоза глубокой подстилки с обоснованием основных параметров аэратора. Автореферат дисс. на соискание уч. степ.

к.т.н. – Мичуринск-Наукоград, 2009.– 20 с.

7.Лысенко В. Переработка отходов – залог повышения экономики // Птицеводство. –

2013. - №5. - С. 52-56.

8.Лысенко В.П. Переработка отходов птицеводства: учебное пособие /В.П. Лысенко –

276

Сергиев Пасад, ВНИТИП, 1998. – 151 с.

9.Лысенко В. Проблемы утилизации, не существующие в природе // Птицеводство. –

2012. - №7. - С. 48-50.

10.Новиков И.П. Повышение эффективности переработки органических отходов в удобрения путем совершенствования процесса смешивания. Автореферат дисс. на соискание уч. степ. к.т.н. – С.-Пб-Пушкин, 2013. – 20 с.

11.Смирнов А.Н. Повышение эффективности биокомпостов путем их гранулирования Автореферат дисс. на соискание уч. степ. к.т.н. – Чебоксары, 2015. – 18 с.

12.Соколов А.В. Повышение эффективности технологической линии производства био-

компостов путем совершенствования узла ферментирования. Автореферат дисс. на соискание уч. степ. к.т.н. – С.-Пб-Пушкин, 2009. – 19 с.

13. Щеткин Б.Н. Утилизация отходов птицеводства – решение проблем экологической безопасности и ресурсосбережение, Пермь, 2002. – 135 с.

УДК 631.332.7

А.Д. Худякова, В.А. Хандриков,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

E-mail:shm@pgatu.ru

ИСПЫТАНИЯ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ ОДНОРЯДНОЙ КАРТОФЕЛЕСАЖАЛКИ «ЦЕЛИНА» КС-01

Аннотация. В статье приведены результаты испытания однорядной картофелесажалки «Целина» КС-01 с модернизированным высаживающим аппаратом

элеваторного типа, при посадке мелкой фракции картофеля.

Ключевые слова: картофелесажалка, посадка картофеля, высаживающий аппарат, равномерность распределения клубней, двойники.

На сегодняшний день значительная часть урожая картофеля выращивается на личных подсобных участках, при этом уровень механизации процессов по возделыванию картофеля на приусадебных участках существенно ниже, чем в сельхозпредприятиях. Снижение трудоёмкости возможно за счет применения средств малой механизации на базе мотоблоков и мини-тракторов.

Выпускаемые промышленностью сельскохозяйственные машины и орудия не всегда способны выполнять технологические операции с требуемым качеством. Например, наиболее распространённые картофелесажалки элеваторного типа способны качественно высаживать клубни крупного и среднего размера, а при посадке мелких клубней растёт количество гнёзд с двумя клубнями (двойников) и более.

Профессиональные картофелесажалки оснащаются специальными устройствами, для снижения количества двойников: сбрасыватели клубней, сменные ложечки, вкладыши в ложечки, вибрация ложечек и др. Установка подобных устройств усложняет и удорожает конструкцию сажалок и не оправдана на однорядных машинах. Для однорядных картофелесажалок более эффективным является использование схемы высаживающего аппарата имеющего в верхней части элеватора горизонтальный участок, на котором происходит отделение «лишних» клубней.

На кафедре сельскохозяйственных машин и оборудования ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ в 2019 – 2020 годах модернизирована и испытана картофелесажалка «Целина» КС-01 (рис. 1) [3].

277

Выводы:

1.Модернизация картофелесажалки позволила снизить долю гнезд с двумя клубнями при посадке мелкой фракции картофеля с 27% до 4%, что не превышает требований СТО АИСТ 5.6-2018.

2.Количественная доля пропусков картофеля снизилось с 4% до 1%, что соответствует требованиям СТО АИСТ 5.6-2018.

3.Даная схема модернизации картофелесажалок может быть рекомендована к внедрению на серийных машинах.

Литература

1.ГОСТ 28306-2018 «Машины для посадки картофеля. Методы испытаний» (ISO 5691:1981, NEQ) / Москва: ФГУП «Стандартинформ», 2019. - 32 с.

2.СТО АИСТ 5.6-2018 «Машины посевные, посадочные. Показатели назначения и надежности» / Москва: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. - 30 с.

3.Худякова А.Д. Повышение эффективности работы картофелесажалки элеваторного типа: выпускная квалификационная работа / Худякова Александра Дмитриевна. Пермь, 2020. - 69 с.

УДК 65.031.038

Ю.А. Щукин, С.А. Пестриков,

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Россия

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПАТРУЛИРОВАНИЯ ПЛАТНЫХ ПАРКОВОК Г. ПЕРМИ

Аннотация. Рассматриваются маршруты патрулирования платных парковок. Анализируется загруженность парковочных карманов на рассматриваемых маршрутах. Описаны ключевые показатели при формировании маршрутов патрулирования с точки зрения загруженности парковок.

Ключевые слова: парковочное пространство, маршруты патрулирования платных парковок, компоновочные решения парковочного пространства.

Для рассмотрения была выбрана проблема неэффективного функционирования патрульных автомобилей парковочного пространства в вечерние часы-пик.

Аспекты, оказывающие влияние на данную проблему, следующие:

маршруты проходят по загруженным улицам;

прохождение одного и того же маршрута предполагается дважды с временным промежутком не менее 20 минут;

из-за высокой загрузки УДС на части маршрутов, возникают непредви-

денные сходы с маршрутов;

сходы с маршрутов приводят к снижению уровня охвата фиксации УДС.

280