Вопросы для самоконтроля
Назовите основные элементы силового регулирования глубины пахоты.
Что является задающим устройством в схеме автоматического корректора глубины хода сошников?
Назначение вихревого дросселя автоматического корректора глубины хода сошников.
Что является воспринимающим органом при силовом регулирования глубины пахоты?
Что является исполнительным механизмом на кормоуборочных машинах?
Назовите основные элементы САВ зерноуборочного комбайна.
Какую функцию выполняет датчик обратной связи в САВ зерноуброчного комбайна?
Что является воспринимающим органом системы автовождения агрегата с колесным трактором вдоль борозды?
Что является исполнительным механизмом электрогидравлического автомата вождения самоходного свеклоуборочного комбайна?
Назовите основные элементы САР загрузки двигателя внутреннего сгорания.
Какую функцию выполняет актуатор загрузки двигателя внутреннего сгорания?
Назначение золотникового распределителя в САР загрузки двигателя внутреннего сгорания.
Что является воспринимающим органом гидромеханического регулятора загрузки зерноуборочного комбайна?
Что является исполнительным механизмом гидромеханического регулятора загрузки зерноуборочного комбайна?
Назовите основные элементы блок-схемы устройства контроля работы сеялок.
Какую функцию выполняет фотопреобразователь блок-схемы устройства контроля работы сеялок?
Назначение счетчика семян блок-схемы устройства контроля работы сеялок.
Назначение микропроцессора блок-схемы устройства контроля работы сеялок.
Какие функции выполняет блок индикации зерноуборочного комбайна?
Лекция 9. Автоматизация
послеуборочной обработки и хранения
сельскохозяйственной продукции
План лекций
1. Автоматизация послеуборочной обработки и хранения зерна.
2. Автоматизация послеуборочной обработки льна.
1. Автоматизация послеуборочной обработки и хранения зерна
Важнейшим продуктом сельского хозяйства является зерно. Из зерна вырабатываются важнейшие продукты питания: мука, хлебные и макаронные изделия, крупа и другие жизненно необходимые продукты питания. Зерновые служат сырьем для получения патоки, спирта и других продуктов. Зерно необходимо для успешного развития животноводства и птицеводства, обеспечивающих производство мяса и молока, масла и других продуктов. Поэтому увеличение производства зерна – одна из важнейших задач сельского хозяйства.
Производство зерна должно быть связано с повышением его качества, одним из главных показателей которого является влажность. По ней определяют начало уборки, устанавливают режимы обмолота, сушки и хранения зерна. Оперативный контроль влажности зерна необходим на всех этапах технологического цикла производства данного продукта.
Уборка зерна производится в стадии технологической спелости, когда ее влажность достигает 18–25 % и синтез питательных веществ еще незавершен. Полная физиологическая зрелость зерна, при которой наиболее полно выявляются ее биологические и семенные качества наступает значительно позже, в период ее хранения.
Известно, что процессы синтеза при дозревании зерна идут с выделением влаги, что приводит к возрастанию влажности зерновой массы и окружающего воздуха, а это, в свою очередь, может привести к самовозгоранию зерновой массы и потере ее семенных и питательных качеств.
Сушка зерна. Влажность зерна, поступающего на сушку, зависит от многих факторов. Различают четыре состояния зерна по влажности – сухое, средней сухости, влажное и сырое, которые определяют стойкость зерна при хранении.
При сушке масса зерна изменяется от начальной G1 до конечной G2 за счет испарения влаги, т. е.:
W = G1 – G2.
Для сушки зерна важны его теплофизические и физические свойства: теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, удельная поверхность, скважистость, сыпучесть, скорость витания зерна.
При сушке зерновая масса продувается воздухом или агентом сушки, что возможно благодаря скважистости зерновой массы. Чем выше скважистость, тем легче агент сушки подводится к зерновке и тем интенсивнее и равномернее протекает сушка.
Семенное зерно обычно нагревают до 40 ºС, в то время как зерно продовольственного назначения выдерживает нагрев до 50 ºС.
Сушильно-охладительная шахта имеет прямоугольное сечение и до верха заполняется просушиваемым зерном. Верхняя часть шахты – сушильная – предназначена для высушивания зерна, а нижняя – охладительная – для охлаждения высушенного зерна. Конструкция их аналогична. Сушильная часть шахты может разделяться на 2–3 секции – зоны сушки, – при этом в каждую зону подается агент сушки с различной температурой.
В качестве топлива в отечественных зерносушилках применяют газ, дизельное топливо, соляровое масло или тракторный керосин. Для сжигания жидкого топлива применяют форсунки инжекционного или игольчатого типа, а газообразного – газовые горелки.
Рециркуляционная сушка зерна предусматривает возврат части просушенного зерна в смеси с сырым зерном в надсушильный бункер. В надсушильном бункере проходят процессы тепловлагообмена между сырым и сухим зерном, в результате чего сырое зерно нагревается и частично подсушивается. Все это в конечном итоге приводит к значительной интенсификации процесса сушки. Шахтную зерносушилку любого типа достаточно просто реконструировать на рециркуляционный способ сушки, при этом производительность повышается на 30–50 %. Зерно, направляемое на сушку в шахтных прямоточных зерносушилках, формируют в партии по культурам, качеству, назначению и влажности. По влажности допускаются колебания до 2 % при влажности зерна до 19 и до 4 % при влажности свыше 19 %. В первую очередь направляют на сушку партии более влажного зерна. Перед сушкой в шахтных зерносушилках зерно очищают от грубых и легких примесей, а в рециркуляционных – только от грубых. Температуру нагрева зерна регулируют как температурой агента сушки, так и временем пребывания зерна в сушилке (ее производительностью).
Для контроля процесса зерносушилки оснащаются специальными приборами – датчиками.
Для контроля заполнения надсушильного бункера в нем устанавливают датчики уровня зерна. Температуру агента сушки измеряют логометрами с термометрами сопротивления. Термометры сопротивления устанавливают в подводящих воздуховодах непосредственно перед сушильными зонами. Температуру нагрева зерна контролируют в нижнем ряду подводящих коробов сушильной зоны с помощью различных температурных датчиков или с помощью непосредственного измерения температуры пробы зерна, отобранной из-под этих коробов. Влажность зерна контролирует лаборатория, отбирая пробы каждые 2 часа, или с помощью поточных влагомеров, устанавливая их датчики на выходе зерна из сушилки.
При работе сушилки (рис. 2.19) обязательно определяют количество просушенного зерна. С этой целью на транспортных линиях устанавливают весы для взвешивания просушенного или сырого зерна.
Рис. 2.19. Функциональная (а) и параметрическая (б) схемы
шахтной зерносушилки: 1 – шахты сушилки; 2 – нории; 3 – охладительные
колонки; 4 – теплогенератор; wк и tк – влажность и температура зерна на выходе;
tмах – максимально допустимая температура зерна
Хранение зерна. Хранение зерна – особенно ответственный период в технологическом цикле производства зерна, требующий постоянного оперативного контроля влажности и температуры зерна, влажности и температуры воздуха в хранилище. Кроме того, хранение зерна длительный процесс, что предъявляет повышенные требования к контролю параметров зерна и воздуха в хранилище.
На сегодняшний день большинство хранилищ оборудовано лишь системами оперативного контроля температуры в различных точках хранимого объема зерновой массы. Используя информацию о температуре зерновой массы, оператор при необходимости включает систему вентиляции в хранилище и систему продува зерновой массы сухим воздухом. Таким образом, предотвращается самовозгорание зерна.
Недостаток такого управления вентиляцией заключается в том, что повышение температуры говорит об уже начавшемся саморазогреве зерновой массы.
В то же время известно, что наличие оперативной информации о влажности зерна позволяет прогнозировать возможный ее саморазогрев и предупредить его.
Оперативное получение достоверной информации о влажности зерновой массы и относительной влажности воздуха в хранилище возможно лишь при применении систем автоматизированного контроля влажности, основанных на использовании надежных помехозащищенных датчиков влажности и современных программно-технических средств вычислительной техники.
Однако разработка указанных систем затруднена тем, что на современном рынке средств измерений отсутствуют надежные помехозащищенные закладные датчики сыпучих материалов и надежные недорогие гигрометры воздуха. Поэтому разработка надежных датчиков и систем автоматизированного контроля влажности на их основе является актуальной задачей.
Учитывая особую важность процесса хранения зерна, разработан ряд систем автоматизированного контроля влажности зерна и воздуха в хранилище. Функциональная схема одной такой системы приведена на рис. 2.20. Программно-техническое обеспечение автоматизированной системы контроля влажности включает в себя:
1. Модуль ввода аналоговый МВА8 – служит для связи и согласования датчиков с информационной сетью системы контроля.
2. Модуль интерфейсный RS-485 – обеспечивает необходимый протокол связи между МВА8 и информационной сетью системы контроля.
3. Адаптер сети ОВЕН АС3-М – обеспечивает связь компьютера оператора с информационной сетью системы контроля.
4. ПК – компьютер оператора.
5. ОВЕН ТРМ133, ОВЕН ПЛК – логические устройства обработки измерительной информации.
Рис. 2.20. Система автоматизированного контроля влажности зерна
и относительной влажности воздуха в хранилище
Применение разработанной системы автоматизированного контроля влажности зерна и воздуха в хранилище позволяет повысить сохранность зерна, при небольших материальных затратах.