vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2018-56-1-99-108vestiag-284Research ArticleМЕХАНІЗАЦЫЯ І ЭНЕРГЕТЫКАMECHANIZATION AND POWER ENGINEERINGПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРЯМОТОЧНОГО ВИБРОПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА ЗЕРНОВОЙ СМЕСИPERFORMANCE OF STRAIGHT-FLOW VIBRO-PNEUMATIC SEPARATOR FOR GRAIN MIXTUREШилоИ. Н.ShiloI. N.

доктор технических наук, профессор, ректор университета

D.Sc. (Engineering), Professor

bgatu@gmail.comПоздняковВ. М.PozdniakovV. M.

кандидат технических наук, доцент, проректор по учебной и воспитательной работе

D.Sc. (Engineering)

bgatunii@tut.byЗеленкоС. А.ZelenkoS. A.

магистр технических наук, ассистент

M.S., Assistant

sergeyzelenko@mail.ruБелорусский государственный аграрный технический университет, МинскThe Belarusian State Agrarian Technical UniversityБелорусский государственный аграрный технический университет, МинскAssociate Professor. The Belarusian State Agrarian Technical University20180404201856199108Copyright © Шило И.Н., Поздняков В.М., Зеленко С.А., 20182018Шило И.Н., Поздняков В.М., Зеленко С.А.Shilo I.N., Pozdniakov V.M., Zelenko S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/284

Урожайность сельскохозяйственных культур во многом зависит от качества семян, их биологической ценности. При этом биологическую ценность семян характеризуют не столько геометрические параметры, сколько их плотность, которая связана со спелостью и натурой семени. Семена с наибольшей плотностью обладают высокой энергией прорастания, всхожестью и, соответственно, дают высокий урожай. Наиболее эффективным методом сортирования семян по плотности является вибропневматическое сортирование в псевдоожиженном слое. На основании проведенных исследований научно обоснована и практически реализована конструктивно-технологическая схема прямоточного вибропневматического сепаратора с новыми техническими решениями. Для изучения процесса сортирования семян в псевдоожиженном слое разработан и изготовлен экспериментальный стенд, главным элементом которого является разработанный прямоточный вибропневматический сепаратор, позволяющий значительно повысить эффективность сортирования компонентов зерновой смеси на фракции, отличающиеся между собой плотностью в пределах 10–15 %. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований получена математическая модель для определения производительности вибропневматического оборудования, учитывающая физико-механические свойства обрабатываемых семян и конструктивные особенности оборудования. Анализ математических уравнений позволил определить основные направления повышения эффективности процесса вибропневматического сортирования зерна и семян в псевдоожиженном слое. Полученные математические зависимости могут быть использованы при обосновании рациональных режимно-конструктивных параметров работы вибропневматического оборудования для сортирования семян по плотности. Внедрение результатов исследований позволит создать научную и техническую основу создания высокопроизводительных машин для предпосевной под- готовки зерна и семян.

 

Crop yield greatly depends on quality and biological value of seeds. And biological value of seeds is characterized here not as much by geometric parameters as by their density, which is related to ripeness and nature of seed. Seeds with the greatest density have high germination energy, viability and, respectively, show high yield. The most efficient method for seed sorting by density is vibro-pneumatic sorting in a fluidized bed. Based on the studies carried out, the design and engineering layout of a direct-flow vibro-pneumatic separator with new engineering solutions has been scientifically substantiated and practically implemented. To study the process of seed sorting in a fluidized bed, a test rig was designed and manufactured, with the main element of developed direct-flow vibro-pneumatic separator allowing to significantly improve the efficiency of sorting the components of grain mixture into fractions that differ in density by 10–15 %. Based on the theoretical and experimental studies carried out, a mathematical model is obtained to determine the performance of vibro-pneumatic equipment, considering physical and mechanical properties of processed seeds and design features of the equipment. Analysis of mathematical equations allowed to determine the main directions for increasing the efficiency of vibro-pneumatic sorting of grain and seeds in a fluidized bed. The obtained mathematical dependencies can be used in substantiating rational mode and constructive parameters of vibro-pneumatic equipment operation for seed sorting by density. Implementation of research results will allow forming research and engineering basis for creation of high-performance machines for pre-seeding grain and seed preparation.

 

вибропневматический сепараторсортированиеплотностьпроизводительностьсеменаvibro-pneumatic separatorsortingdensityperformanceseedsReferencesЖатова, Г. О. Загальне насіннєзнавство : навч. посібник / Г. О. Жатова. – Суми : Унів. кн., 2010. – 273 c.Zhatova G. O. General seed production. Sumi, Unіversitets’ka kniga Publ., 2010. 273 p. (in Ukrainian).Зерновые культуры. Выращивание, уборка, хранение и использование : учеб.-практ. рук. / Д. Шпаар [и др.] ; под общ. ред. Д. Шпаара. – 4-е изд., испр. – Киев : Зерно, 2012. – 704 с.Shpaar D., Ginapp Kh., Dreger D., Zakharenko A., Kalenskaya S. Cereals. Cultivation, harvesting, storage and use. 4nd ed. Kiev, Zerno Publ., 2012. 704 p. (in Russian).Насіннєзнавство та методи визначення якості насіння сільськогосподарських культур : навч. посібник / за ред. С. М. Каленської. – Вінниця : ФОП Данилюк В. Г., 2011. – 320 с.Kalens’ka S. M. (ed.) Seed production and methods of determining the quality of seeds of agricultural crops. Vinnytsya, FOP Danilyuk V. G. Publ., 2011. 320 p. (in Ukrainian).Макрушин, М. М. Насіннєзнавство польових культур : навч. посiбник / М. М. Макрушин. – Київ : Урожай, 1994. – 208 с.Makrushin M. M. Seed production of field crops. Kiev, Urozhay Publ., 1994. 208 p. (in Ukrainian).Фадеев, Л. В. Сильные семена на каждое поле. Щадящая пофракционная технология Фадеева / Л. В. Фадеев. – Харьков : Спецэлеватормельмаш, 2012. – 178 с.Fadeev L. V. Strong seeds for every field. Fadeev’s environmen fractional technology. Kharkov, Spetselevatormel’mash Publ., 2012. 178 p. (in Russian).Фадеев, Л. В. Отборные семена – на каждое поле / Л. В. Фадеев // Хлебопродукты. – 2014. – № 5. – С. 31–33.Fadeev L. V. Selected seeds – for every field. Khleboprodukty [Khleboproducty], 2014, no. 5, pp. 31–33 (in Russian).Фадеев, Л. В. Без пневмовибростола нельзя получить сильные семена / Л. В. Фадеев // Хлебопродукты. – 2013. – № 8. – С. 24–27.Fadeev L.V. Strong seeds can’t be obtained without pneumo-vibration table Khleboprodukty [Khleboproducty], 2013, no. 8, pp. 24–27 (in Russian).Moshatati, A. Effect of grain weight on germination and seed vigor of wheat / A. Moshatati, M. H. Gharineh // Intern. J. of Agriculture a. Crop Sciences. – 2012. – Vol. 4, № 8. – P. 458–460.Moshatati A., Gharineh M.H. Effect of grain weight on germination and seed vigor of wheat. International Journal of Agriculture and Crop Sciences, 2012, vol. 4, no. 8, pp. 458–460.Umarani, R. The effect of specific gravity separation on germination and biochemical potential of Casuarina equisetifolia seeds / R. Umarani, K. Vanangamudi // J. of Tropical Forest Science. – 2002. – Vol. 14, № 2. – P. 207–212.Umarani R., Vanangamudi K. The effect of specific gravity separation on germination and biochemical potential of Casuarina equisetifolia seeds. Journal of Tropical Forest Science, 2002, vol. 14, no. 2, pp. 207–212.Оценка работы вибропневмосепараторов усовершенствованной конструкции при очистке семян от низконатурных примесей / В. Д. Галкин [и др.] // Перм. аграр. вестн. – 2017. – № 1 (17). – С. 65–72.Galkin V. D., Khavyev A. A., Khandrikov V. A., Grubov K. A., Galkin S. V. Estimation of vibro-pneumatic separator with an improved design by the seeds’ purification from lightweight impurities. Permskii agrarnyi vestnik [Perm Agrarian Journal], 2017, no. 1 (17), pp. 65–72 (in Russian).Дринча, В. М. Исследование параметров вибропневмосепараторов с прямоточной декой / В. М. Дринча, Л. М. Суконкин // Техника в сел. хоз-ве. – 1997. – № 5. – С. 13–15.Drincha V. M., Sukonkin L. M. Investigation of the parameters of vibro-pneumatic separators with a direct-current deck plate. Tekhnika v sel’skom khozyaistve [Machinery in Agriculture], 1997, no. 5, pp. 13–15 (in Russian).Blekhman, I. I. On dynamic materials / I. I. Blekhman, K. A. Lurie // Doklady Physics. – 2000. – Vol. 45, № 3. – P. 118–122.Blekhman I. I., Lurie K. A. On dynamic materials. Doklady Physics, 2000, vol. 45, no. 3, pp. 118–122.Тарасевич, С. В. Анализ движения зернового материала на вибрационно-качающейся решетной поверхности сепаратора / С. В. Тарасевич // Изв. высш. учеб. заведений. Пищевая технология. – 2006. – № 6. – С. 59–61.Tarasevich S. V. Analysis of the movement of grain material on the vibration-swaying sieve surface of a separator. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Pishchevaya tekhnologiya = News of Institutes of Higher Education. Food Technology, 2006, no. 6, pp. 59–61 (in Russian).Галкин, В. Д. Теоретические и экспериментальные исследования вибропневмосепаратора / В. Д. Галкин, А. А. Хавыев ; Перм. гос. с.-х. акад. им. Д. Н. Прянишникова. – Пермь, 2004. – 20 с. – (Деп. в ВИНИТИ РАН 11.08.2004; № 1388-В2004).Galkin V. D., Khavyev A. A. Theoretical and experimental research on a vibro-pneumo separator. Permian, 2004. 20 p. No. 1388-В2004 VINITI. (in Rissian, unpublished).Drincha, V. M. Increase of efficiency of seed separation in gravity separator / V. M. Drincha, S. A. Pavlov // Actual tasks on agricultural engineering : proc. of the 30 Intern. symp. on agr. engineering, Opatija, Croatia, 12–15 March 2002 / Fac. of Agr. Univ. of Zagreb ; ed. S. Košutic´. – Zagreb, 2002. – P. 265–273.Drincha V. M., Pavlov S. A. Increase of efficiency of seed separation in gravity separator. Actual tasks on agricultural engineering: proceedings of the 30 International symposium on agricultural engineering, Opatija, Croatia, 12–15 March 2002. Zagreb, 2002, pp. 265–273.A numerical simulation of separation of crop seeds by screening – effect of particle bed depth / J. Li [et al.] // Food a. Bioproducts Processing. – 2002. – Vol. 80, № 2. – P. 109–117. DOI: 10.1205/09603080252938744Li J., Webb C., Pandiella S. S., Campbell G. M. A numerical simulation of separation of crop seeds by screening – effect of particle bed depth. Food and Bioproducts Processing, 2002, vol. 80, no. 2, pp. 109–117. DOI: 10.1205/09603080252938744Поздняков, В. М. Повышение эффективности подготовки семенного материала на основе совершенствования конструкции сепаратора вибропневматического принципа действия / В. М. Поздняков, С. А. Зеленко, А. И. Ермаков // Вестн. Белорус. гос. с.-х. акад. – 2014. – № 1. – С. 163–167.Pozdnyakov V. M., Zelenko S. A., Ermakov A. I. Increased efficiency of preparation of seed material on the basis of improved design of separator with vibro-pneumatic principle of operation. Vestnik Belorusskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii [Bulletin of the Belarusian State Agricultural Academy], 2014, no. 1, pp. 163–167 (in Russian).Поздняков, В. М. Экспериментальное исследование скорости воздушного потока и частоты колебаний сетчатой деки вибропневматического оборудования / В. М. Поздняков, С. А. Зеленко // Исследования, результаты. – 2014. – № 4. – С. 253–260.Pozdnyakov V. M., Zelenko S. A. Experimental research on air flow velocity and frequency of variation of reticulated surface of vibro-pneumatic equipment. Issledovaniya, rezul’taty [Research, Results], 2014, no. 4, pp. 253–260 (in Russian).Экспериментальное исследование сортирования семян рапса на вибропневматическом сепараторе / В. М. Поздняков [и др.] // Вестн. Алмат. технол. ун-та. – 2017. – № 2. – P. 76–83.Pozdnyakov V. M., Zelenko S. A., Pavlyukevich P. I., Matveev E. Z. The experimental research sorting canola on gravity separator’s. Vestnik Almatinskogo tekhnologicheskogo universiteta = The Journal of Almaty Technological University, 2017, no. 2, pp. 76–83 (in Kazakh).Поздняков, В. М. Математическое описание процесса вибропневмосортирования семян по плотности / В. М. Поздняков, С. А. Зеленко, П. И. Павлюкевич // Переработка и управление качеством сельскохозяйственной продукции : сб. ст. III междунар. науч.-практ. конф., Минск, 23–24 марта 2017 г. / Белорус. гос. аграр. техн. ун-т ; редкол.: В. Я. Груданов [и др.]. – Минск, 2017. – С. 47–50.Pozdnyakov V. M., Zelenko S. A., Pavlyukevich P. I. Mathematical description of vibro-pneumatic sorting of seeds in respect of density. Pererabotka i upravlenie kachestvom sel’skokhozyaistvennoi produktsii : sbornik statei III mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Minsk, 23–24 marta 2017 g. [Processing and quality management of agricultural products: a collection of articles of the III International scientific and practical conference, Minsk, March 23–24, 2017]. Minsk, 2017, pp. 47–50 (in Russian).Хавыев, А. А. К теории движения слоя семян по деке / А. А. Хавыев, В. А. Хандриков // Пермский аграрный вестник : сб. науч. тр. / Перм. гос. с.-х. акад. им. Д. Н. Прянишникова. – Пермь, 2003. – Вып. 9. – С. 93–95.Khavyev A. A., Khandrikov V. A. On the theory of seed motion on a deck plate. Permskiy agrarnyy vestnik: sbornik nauchnykh trudov [Perm Agrarian Journal: a collection of scientific papers]. Permian, 2003, no. 9, pp. 93–95 (in Russian).Гортинский, В. В. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях / В. В. Гортинский, А. Б. Демский, М. А. Борискин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Колос, 1980. – 304 с.Gortinskii V. V., Demskii A. B., Boriskin M. A. Separating processes at grain processing enterprises. 2nd ed. Moscow, Kolos Publ., 1980. 304 p. (in Russian).Эпштейн, Л. В. Истечение твердых частиц из псевдоожиженного слоя через отверстие в газораспределительной решетке / Л. В. Эпштейн, Ю. И. Черняев, А. Н. Цетович // Теорет. основы хим. технологии. – 1992. – Т. 26, № 3. – С. 438–441.Epshtein L. V., Chernyaev Yu. I., Tsetovich A. N. Expulsion of solid particles from fluidized bed through a gas distribution lattice hole. Teoreticheskie osnovy khimicheskoi tekhnologii [Theoretical Foundations of Chemical Engineering], 1992, vol. 26, no. 3, pp. 438–441 (in Russian).

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