Технологические основы ресурсосберегающей системы машин для производства плодов арбуза (30.08.2007)
Автор: Чаленко Владислав Вадимович
Цели и задачи исследования. Анализ состояния с производством, а также отечественных и зарубежных литературных источников определили цель исследования: на основе изучения физико-механических свойств и технологических показателей как плодов, так и всего растения изыскать технологические приемы и технические средства для механизации трудоемких процессов при возделывании и уборке, обосновать и разработать интенсивную, ресурсосберегающую технологию, изыскать и обосновать инструментальные методы контроля качества плодов арбуза. В задачу исследований входило: 1. Исследовать структуру затрат (труда, средств, энергии и т.п.) на проиводство плодов бахчевых культур и обосновать перспективные направления исследований. 2. Изучить физико-механические свойства плодов арбуза и всего растения, обеспечивающие разработку интенсивной, ресурсосберегающей технологии производства. 3. Обосновать основные параметры системы машин в бахчеводстве (ширина междурядий, схемы посева и т.п.). 4. Обосновать технологический процесс механизированного формирования надземной массы бахчевых культур и разработать агротехнические требования на технические средства, обеспечивающие проход машинно-тракторных агрегатов по полю в процессе возделывания и выборочной уборки. 5. Обосновать технологический процесс машинной выборочной уборки, разработать агротехнические требования на арбузоуборочную машину. 6. Обосновать технологический процесс, изыскать и разработать технические средства для механизированной разгрузки транспортных средств и загрузки арбузов в контейнеры. 7. Изыскать и разработать инструментальные способы и технические средства контроля степени зрелости арбуза без надреза плода. 8. Разработать систему машин для производства плодов бахчевых культур в поливных условиях Нижнего Поволжья. 9. Определить эффективность предложенной технологии производства плодов арбуза. Объекты исследования. Технология производства плодов арбуза, а также составляющие её операции посева, формирования стебельно-плодовой массы, многоразовой выборочной уборки, погрузо-разгрузочные работы с инспекцией по внешним показателям и затариванием в контейнеры, оценка зрелости без надреза плода. Предметы исследования. Система машин для комплексной механизации производства арбузов, физико-механические, технологические и биохимические свойства растений и плодов арбуза, конструктивные параметры рабочих органов машин и орудий для возделывания, уборки и послеуборочной обработки плодов с затариванием в контейнеры, способы и технические средства контроля зрелости без надреза плодов. Научная новизна. Изучены физико-механические свойства и технологические параметры плодов и растения арбуза в целом, что позволило обоснованно подойти к проектированию рабочих органов и орудий, обеспечивающих механизацию производственных процессов возделывания и уборки в бахчеводстве. Обоснована возможность перехода в бахчеводстве на схемы посева с междурядьями 140 - 180 см, что привело к разработке трехрядной системы машин по посеву и уходу с шириной захвата 4,2 и 5,6 м. Обоснована целесообразность и разработаны рабочие органы, обеспечивающие механизированное выполнение направленного формирования надземной массы растений относительно оси ряда с образованием по серединам междурядий полос свободных от плодов и плетей, что обеспечивает проход по ним машинно-тракторных агрегатов для ухода за посевами и уборки плодов. Исследован технологический процесс выборочной уборки арбузов по размеру, разработаны агротехнические требования на машину для уборки арбузов, проведены ее хозяйственные испытания. Обоснована технологическая схема, изысканы рабочие органы и разработана конструкция линии для механизированной разгрузки загруженных навалом автомашин, инспекции плодов арбуза и загрузки их в контейнеры. Выявлена динамика химического состава сока мякоти и коры плодов арбуза в процессе созревания от незрелых к перезрелым во взаимосвязи с их сопротивлением протеканию электрического тока, что позволило приступить к разработке методов инструментальной оценки качества плодов арбуза без их надреза на всем протяжении уборочно -транспортного процесса. Разработано техническое задание, сконструирован и изготовлен опытный образец индикатора зрелости арбуза. Предложена методика использования индикатора зрелости для оценки пригодности поля к механизированной уборке, контроля качества плодов по зрелости на протяжении всего уборочно – транспортного процесса в цепи «поле-магазин-покупатель». Разработанная с участием автора 9-ти балльная шкала зрелости плодов по органолептической оценке внутреннего состояния семян и мякоти и наличие индикатора зрелости позволили выработать рекомендации по совершенствованию действующего ГОСТа 7177-80 «Арбузы продовольственные, свежие». Разработаны и утверждены предложения по формированию системы машин в бахчеводстве до 2000 г. Определена эффективность производства плодов бахчевых культур с применением разработанного комплекса машин. Производительность труда может возрасти в сравнении с существующей технологией в 1,8 раза, приведенные затраты сократятся на 18 -20 %, а затраты совокупной энергии – в 1,8 раза в расчете на одну тонну плодов. Новизна технологических (способы) и технических (устройств) решений выполненной работы подтверждены 28-ю авторскими свидетельствами и двумя патентами на изобретения. По результатам научных исследований, при участии автора совместно с рядом НИИ и специализированных КБ обоснованы агротехнические требования, разработана конструкция, изготовлены, испытаны и поставлены на производство: - сеялка бахчевая комбинированная СБН-3; - культиватор для междурядной обработки бахчевых культур КНБ-5,4; - транспортер широкозахватный ТШП-25; Разработана конструкция, изготовлены опытные образцы и прошли ведомственные испытания: - комбайн для уборки арбузов «КАВУН» (условная марка КАП-10); - линия для сортирования и затаривания арбузов в контейнеры (ЛЗА-20); - индикатор степени зрелости арбузов.(ЗА-1). На защиту выносятся следующие основные положения. 1. Теоретическая и практическая возможность механизации технологических процессов при производстве и заготовках арбузов на ровной поверхности как в богаре, так и при орошении. 2. Система машин для производства плодов бахчевых культур. 3. Методы и технические средства направленного формирования листо-стебельной массы и плодов бахчевых культур. 4. Технология механизированной выборочной уборки плодов арбуза. 5. Технологическая схема и набор технических средств для разгрузки автомашин, инспекции и затаривания плодов арбуза в контейнеры на заготовительных пунктах без применения ручного труда. 6. Методика инструментального контроля степени зрелости арбуза без надреза плода и технические средства для её осуществления. 7. Ресурсосберегающая, экономически эффективная, технология производства, заготовок и оценки качества плодов арбуза. |