Реєстраційний номер
0219U000861,
0117U003081
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Розроблення нових технологій і технічних засобів підготовки дрібнонасіннєвих сумішей на підставі керованих електромагнітних дій
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Ковалишин Степан Йосифович,
Дата реєстрації
05-03-2019
Організація виконавець
Львівський національний аграрний університет
Опис етапу
Предметом дослідження і розробки є закономірності змін властивостей насіннєвих сумішей під впливом наведених керованих електромагнітних дій в процесі їх післязбиральної та передпосівної обробок. Об'єктом досліджень є посівний матеріал дрібнонасіннєвих сумішей, сепаратори з додатковими робочими органами у виді електричного поля коронного розряду, технології післязбиральної та передпосівної обробок насіннєвого матеріалу. Мета проекту - підвищити якість насіннєвих сумішей за рахунок розроблення нових технологій і технічних засобів їх післязбиральної та передпосівної обробок. Для досягнення поставленої мети вирішено наступні завдання: - проаналізовано технології та технічні засоби підготовки насіння с.г культур; - теоретично описано рух компонентів насіннєвих сумішей по робочих органах сепараторів, на які накладено електричне поле; - визначено фізико-механічні та електричні властивості компонентів дрібнонасіннєвих сумішей, на підставі яких встановлено нові ознаки подільності; - розроблено метод електросепарування та застосовано його до насіннєочисних машин різних конструкцій; - обґрунтувано перспективні конструкції та параметри сепарування електросепараторів; - розкрито механізм впливу передпосівної електростимуляції на насіннєвий матеріал на підставі досліджень в динаміці клітин проростків обробленого насіння; - проведено апробацію та впроваджено розроблені технології у процес підготовки посівного матеріалу дрібнонасіннєвих сумішей. Моніторинговими дослідженнями визначено, що дрібнонасіннєві культури в структурі посівних площ України займають близько 20%, а посівні якості їх насіннєвого матеріалу не завжди відповідають встановленим стандартами вимогам через наявність в них важковідділюваних домішок бур'янів та різного роду пошкоджених з причини їх суттєвої подібності за основними фізико-механічними властивостями з насінинами культури. Аналізом технологій післязбиральної підготовки посівного матеріалу дрібно насіннєвих культур встановлено, що одним із шляхів підвищення його якості є використання в процесі додаткової очистки сепараторів, в яких як додатковий робочий орган використовується електричне поле. В процесі виконання науково-технічної розробки проводилися теоретичні дослідження переміщення компонентів дрібнонасіннєвих сумішей по робочих органах електрокоронної гірки, віброелектрофрикційного сепаратора, пневмоелектричного сепаратора, віброелектрофрикційного циліндричного барабану. Ці дослідження зводились до отримання розрахункових траєкторій руху та визначення впливу на координати сходу розділюваних компонентів насіннєвих сумішей регульованих параметрів електросепарування - напруженості електричного поля в робочій зоні сепаратора, швидкості (частоти обертання), амплітуди та частоти коливань робочої поверхні сепаратора, швидкості повітряного потоку у вертикальному каналі пневмоелектросепаратора. Проведеним аналізом отриманих розрахункових траєкторій та координат сходу досліджуваних компонентів суміші встановлено можливість їх розділення за сукупністю фізико-механічних (аеродинамічних) та електричних властивостей. Наступним етапом було проведення експериментальних досліджень, в результаті яких було обґрунтовано оптимальні значення регульованих параметрів сепарування дрібнонасіннєвих сумішей на запропонованих електросепараторах. Для підвередження ефективності впливу передпосівної електростимуляції, якої зазнають насінини під час електросепарування, на їх посівні та урожайні якості досліджувався кількісний рівень високомолекулярних жирних кислот в проростках, корінні та залишках простимульованого в електричному полі коронного розряду посівного матеріалу. Встановлено тісний зв'язок між вмістом окремих високомолекулярних кислот в проростках обробленого насіння з його посівними якостями. На підставі цього оцінено ефективність електростимуляції та обгрунтовано її оптимальні параметри. Для розкриття механізму впливу електромагнітних полів на біологічні, в тому числі і рослинні структури, було проведено електронно-мікроскопічні дослідження на клітинному рівні проростків обробленого в електричному полі коронного розряду насіння райграсу пасовищного. Встановлено, що в проростках обробленого насіння змінюється внутрішньоклітинна організація рослини, в результаті чого спостерігаються зміни під час поділу клітин. Це, очевидно, обумовлено скороченням інтерфази, зокрема S-фази, в результаті чого порушується нормальний синтез ДНК, формування хроматину та, відповідно, збирання хромосом. В результаті цього поділ клітин відбувається швидше, що призводить до підвищення посівних якостей насінин досліджуваної рослини. Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше розроблені нові узагальнені моделі процесу взаємодії та поведінки частинок сепарувальних сумішей, на які наведено додатковий силовий вплив на: - похилій рухомій фрикційній площині під дією гравітаційних, електричних та сил інерції; - циліндричній коливальній поверхні під дією гравітаційних, електричних та сил інерції; - в каналі пневмоелектросепаратора під дією повітряного потоку, гравітаційних і електричних сил. Удосконалено методику визначення якості відсепарованого насіннєвого матеріалу шляхом проведення рентгеноскопії насінин складових компонентів. Вперше вивчена стимулююча дія передпосівної електрообробки посівного матеріалу дрібнонасіннєвих культур шляхом дослідження в процесі елекронно-мікроскопічних досліджень структурних змін в клітинах проростків простимульованого насіння. Відмінною характеристикою отриманих теоретичних досліджень з математичного опису поведінки частинок насіннєвих сумішей по робочих поверхнях сепараторів є те, що ними враховано дію на них додаткового силового фактору, зокрема: у віброелектрофрикційному сепараторі та віброелектрофрикційному циліндричному барабані - дію сил інерції, а у пневмоелектричному каналі - дію сил електричного поля. Завдяки цьому розділення дрібнонасіннєвих сумішей на даних сепараторах проходить за сукупністю фізико-механічних, електричних та аеродинамічних властивостей. Разом з цим зростає кількість регульованих параметрів, що дозволяє здійснювати керований вплив на процес сепарування, особливо за допомогою електромагнітних дій. Завдяки цьому створюються передумови до проведення процесу ефективного відділення важковідділюваних домішок і біологічно неповноцінних насінин з досліджуваних сумішей. Основною відмінністю проведених досліджень з передпосівної обробки посівного матеріалу в електричному полі є те, що вони, на відміну від відомих на сьогодні, спрямовані на розкриття механізму впливу електростимуляції насіння шляхом дослідження структурних змін в клітинах отриманих з нього проростків. Отримані результати теоретичних досліджень дають підстави встановити можливість відділення з дрібнонасінасіннєвих сумішей с.г. культур важковідділюваних домішок бур'янів та оптимізувати попередньо отримані значення регульованих параметрів досліджуваних сепараторів, за яких це відділення проходить найефективніше. Їх практична цінність полягає також в тому, що вони служать вихідною інформацією для розробки технічної і конструкторської документації похилої електрокоронної гірки, пневмоелектросепаратора, барабанного віброелектрофрикційного сепаратора, яку планується передати для серійного виробництва підприємствам, що спеціалізуються на випуску насіннєочисних машин. За результатами виконаних досліджень підготовлено цикл лабораторних робіт з дисциплін "Сільськогосподарські машини", розділ "Додаткова очистка насіння с.г. культур" та "Електротехнології с. г". Видано навчальний посібник "Електротехніка в землеробстві та екології землі". За результатами виконаних досліджень підготовлено цикл лабораторних робіт з дисциплін «Сільськогосподарські машини», розділ «Додаткова очистка насіння с.г. культур» та «Електротехнології с. г». Видано навчальний посібник «Електрика і магнетизм», англійсько-українсько-російський словник скорочень з аграрної інженерії. Розроблені за проектом методи досліджень набули подальшого розвитку у магістерських роботах: 1. Магістерська робота
Опис продукції
Автори роботи
Дадак Віктор Олександрович
Дацюк Ростислав Юхимович
Ковалишин Степан Йосифович
Мягкота Степан Васильович
Паранюк Володимир Олексійович
Швець Олексій Петрович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
