ВЕСТНИК РЯЗАНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. П. А. КОСТЫЧЕВА

Проблемы и цель. Целью настоящего исследования является экспериментальное определение изменения электрического сопротивления растений при протекании через них постоянного электрического тока при различных уровнях испытательного напряжения и различных значениях времени воздействия, обусловленного качественными изменениями в клеточной структуре.

Методология. Исследование проводили в лабораториях кафедры электроснабжения ФГБОУ ВО РГАТУ им. П. А. Костычева. Объектом исследования являлись стебли овса сорта «Яков» (ростки 10-15 дней), применяемого в травосмесях для выращивания газонов.

Результаты. Получены эмпирические уравнения, описывающие изменения сопротивления растительной ткани в зависимости от времени воздействия при значениях приложенного напряжения 500, 1000 и 2500 В. Из анализа полученных зависимостей следует, что сопротивление растений - величина непостоянная и изменяется нелинейно.

Заключение. Наблюдается общая тенденция к снижению сопротивления с увеличением времени воздействия; чем выше приложенное напряжение, тем более монотонно изменяется сопротивление. Протекание электрического тока через растительную ткань оказывает влияние на клеточную структуру растения, содержимое растительных клеток становится подвижным как внутри клетки, скапливаясь вдоль клеточной стенки, так и диффундирует за пределами клетки, что приводит к нарушению целостности растительных клеток. При воздействии высоким напряжением стебель растения темнеет со стороны отрицательного электрода, и через некоторое время происходит резкое повышение электрического сопротивления растения с разрывом стебля в области потемнения, где начинают протекать поверхностные токи с частичной ионизацией воздуха.

Проблема и цель. Активные рабочие органы фрезерных культиваторов обеспечивают интенсивное рыхление почвы в междурядьях. Но пока нет конструкции для двукратного окучивания картофеля в течение вегетационного периода из-за повреждения ботвы растений. Так, при обработке тяжёлых видов почв рабочие органы культиваторов с пассивными окучивающими рабочими органами могут образовывать крупные комки и глыбы, а на торфяниках сильно сгруживать почву перед рабочими органами, что в конечном итоге приводит к некачественному формированию гребней и, соответственно, к снижению урожайности и повреждению клубней картофеля в процессе уборки и послеуборочной подработки. Цель исследование - определение физико-химических показателей почв.

Методология. Установлено, что наиболее распространёнными почвами в России, на которых возделывается картофель, являются дерново-подзолистые. В связных почвах при окучивании последние слабо разрушаются на мелкие частицы; в процессе движения окучника сила сопротивления сильно зависит от связности частиц между собой, такие почвы плохо деформируются под воздействием клина (рабочей части окучника). Отмечается по данным исследований: сопротивление сжатию для суглинистых почв составляет порядка 6,25 г/см2, а срезу - в пределах 1,2 кг/см2. Для решения вопроса о разрушении почвы под воздействием клина устанавливается зависимость от угла крошения почвы, угла трения почвы о поверхность клина и угла внутреннего трения частиц почвы между собой. При этом воздействие рабочих органов при окучивании носит ударный характер, способствующий разрушению почвы на частицы различной величины.

Результаты. Воздействие рабочего органа в процессе обработки почвы тесно связано со значением коэффициента трения «почва - рабочий орган». В то же время при любых почвенных условиях величина сопротивления почвообрабатывающего орудия также зависит от угла наклона рабочего органа, по поверхности которого перемещается почва, и который представляет своего рода плоский клин, перемещающийся в почве. Чем больше угол установки этого клина, тем больше сопротивление орудия.

Заключение. Проводить окучивание, особенно второе, в период вегетации картофеля целесообразно культиваторами, оснащёнными пассивными окучивающим рабочими органами в два, три прохода при увеличении высоты надземной части растений картофеля уже свыше 15 см, и содержать почву в рыхлом мелко комковатом состоянии, при оптимальной её влажности. В статье приводятся характеристики почв, номограмма процесса отделения почвенной стружки по этапам движения режущей части окучника и делаются соответствующие выводы о том, что для создания мелкокомковатой структуры в поверхностной части почвы необходимо применение специальных рабочих органов.

Проблема и цель. Недостатком в современной пищевой промышленности в отношении сушильного оборудования является продолжительное время сушки, высокое энергопотребление оборудования, а также большое количество утраченных в данном процессе витаминов и минеральных веществ. Комбинирование и модернизация существующих методов высушивания растительного сырья расширяет возможности оптимизации данного процесса. Цель данного исследования состоит в развитии эффективных методов сушки продуктов растительного происхождения, сохраняющих их пищевые и вкусовые свойства, при этом ускоряя сам процесс.

Методология. Исследование изменения количественного состава витаминов и времени сушки проводилось на плодах яблони сорта «Гоенни Смит». Процесс обезвоживания сырья проходил на установке инфракрасной сушки под пониженным давлением, с экспериментальным введением отражающих панелей (рефлекторов). Анализ сушеных яблок проводился по количественному составу витаминов от изначального продукта, а также по общей органолептической оценке, с определением времени сушки.

Результаты. По экспериментальным данным выявлено, что время инфракрасной сушки в камере пониженного давления при применении отражающих панелей сократилось на 30-40 минут в зависимости от воздействия интенсивности ламп. При этом витаминная составляющая продуктов сокращается более чем на 10 % при больших температурах, и варьируется в пределах 4 % при сушке в 40° С.

Заключение. Воздействие рефлекторов ускорило процесс сушки на 28 % в камере пониженного давления, при этом значительно сократив витаминный состав. Так как были задействованы дискретные отражатели полуцилиндрической формы, нарушена геометрия сушки, из-за чего часть продукта могла бы испортиться.

Проблема и цель. Гуминовые удобрения - это органические вещества, которые содержат в себе питательные элементы для растений. Они производятся из натурального сырья, такого как уголь, торф, перегной или сапропель. Эти удобрения содержат гуминовые кислоты, которые улучшают структуру почвы, увеличивают ее влагоемкость и воздухопроницаемость, а также способствуют развитию полезных микроорганизмов. Они также улучшают усвоение питательных веществ растениями и повышают их устойчивость к болезням и вредителям. Целью исследований является проведение сравнительного анализа трех видов кавитаторов c различным рабочим процессом при производстве гуминовых удобрений.

Методология. Исследования были проведены в производственных условиях на торфе фрезерном, соответствующем требованиям ГОСТ Р54249-2010., принятым за 100%. Сравнительному анализу эффективности подверглись кавитатор гидродинамический многокамерный (КГМ); роторно-импульсный аппарат (РИА) и ультразвуковой проточный кавитатор (УПК). Торфоводная суспензия в соотношении 3:1 (вода к торфу) из накопительной емкости подавалась на кавитатор в течение 40 минут по замкнутому циклу. Пробы брали каждые 5 минут для определения показателей дисперсности и экстракции гуминовых веществ в режиме кавитации без щелочи и с щелочью.

Результаты. В процессе работы наиболее быстрое измельчение заметно у роторно-импульсного аппарата - полное измельчение было получено через 30 минут работы. Полностью измельчить частицы торфа гидродинамический кавитатор смог через 30-35 минут. Ультразвуковой проточный кавитатор измельчил торф через 35-40 минут. Введение щелочи не оказало действия на измельчение частиц торфа, но способствовало повышению экстракции гуминовых кислот в раствор. К окончанию цикла измельчения (15-20 минут работы установки) в варианте с КГМ было вымыто 10,01г/л., роторно-импульсный аппарат вымыл 9,00 г/л, ультразвуковой кавитатор позволил извлечь 8,08 г/л. Введение щелочи значительно усилило процесс экстракции, позволив через 5 минут работы установки после введения щелочи почти вдвое увеличить содержание гуминовых кислот в растворе. Так, КГМ на 25-й минуте работы показал результат в 17,00 г/л (прибавка по сравнению с уровнем до введения щелочи 11,00 г/л). РИА показал прибавку гуминовых кислот по сравнению с экстракцией без щелочи на 7,01г/л. В варианте с УПК вводимая щелочь увеличила выход гуминовых кислот на 5 г./л. В целом к периоду времени 30-35минут экстракция гуминовых кислот была завершена на всех вариантах.

Заключение. Кавитатор гидродинамический многокамерный показал лучший результат по времени измельчения торфоводной суспензии и экстракции гуминовых веществ. Необходимо отметить, что КГМ в эксплуатации был значительно удобнее и проще в обслуживании, чем все остальные кавитаторы.

Проблемы и цель. Целью работы является исследование влияния вертикальных, горизонтальных и круговых колебаний на повреждение сельскохозяйственной продукции при ее транспортировании с учетом изменяющейся величины амплитуды колебаний, а также рассмотрение как индивидуального воздействия каждого из вышеперечисленных параметров, так и их совместного воздействия.

Материалы и методы. Для достижения поставленной цели были изучены и проанализированы факторы динамического воздействия на сельскохозяйственную продукцию при транспортировке.

Результаты. В статье рассмотрены результаты исследования влияния вертикальных, горизонтальных и круговых колебаний на повреждения сельскохозяйственной продукции при транспортировке с использованием теории планирования эксперимента. В результате проведенных вычислений и построения графических зависимостей определили, что наибольшее влияние на сохранность плодоовощной продукции при определенной амплитуде колебаний груза, находящегося в транспортном средстве, оказывают вертикальные колебания (фактор х1), в меньшей степени - горизонтальные колебания (фактор х2). Как видно из уравнения регрессии, одновременное влияние всех трех факторов вызывает наиболее значительные повреждения сельскохозяйственной продукции.

Заключение. Результатом исследований является разработка методики и практических мероприятий, направленных на уменьшение влияния факторов, вызывающих колебания груза, а также принятие мер со стороны перевозчика и хозяйств, позволяющих снизить негативные воздействия, приводящие к излишней подвижности перевозимой продукции, что, в конечном результате, влияет на ее повреждения.

Проблемы и цель. Статья анализирует проблемы, связанные с транспортировкой сельскохозяйственной продукции в Российской Федерации. В частности, рассматриваются не эффективные механизмы доставки, старая инфраструктура и отсутствие координации между различными участниками логистических цепей.

Материалы и методы. В результате исследования формулируются практические рекомендации, направленные на улучшение транспортных условий для сельскохозяйственной продукции, такие как модернизация инфраструктуры, увеличение средств финансирования и повышение степени координации между участниками логистических цепей. Предлагаемые меры имеют потенциал для оптимизации транспортировки и повышения качества доставки сельскохозяйственной продукции в России.

Результаты. Основной результат исследования заключается в выявлении ключевых проблем транспортировки сельскохозяйственной продукции, а также предложении возможных решений для улучшения ситуации. Анализ позволяет установить, что разнообразные факторы, такие как ограниченная доступность железнодорожных путей и дорожной сети, недостаточное финансирование и отсутствие оптимальных маршрутов доставки, препятствуют эффективной логистической деятельности.

Заключение. Проблемы транспортировки сельскохозяйственной продукции в РФ оказывают негативное влияние на развитие сельского хозяйства и пищевой безопасности страны. Задержки, потери качества, высокие стоимости и сложности в организации доставки приводят к ухудшению условий хранения и снижению сроков годности продукции, а также ограничивают доступ к свежим и качественным продуктам. Проблема требует срочного решения и важно, чтобы государство и бизнес работали вместе для поиска эффективных решений. Это может включать в себя развитие инфраструктуры, модернизацию транспортных сетей, облегчение процедур перевозки, обучение кадров и применение новых технологий.

Проблема и цель. Целью настоящего исследования является повышение эффективности фермерских овцеводческих хозяйств аридных зон путем обоснования и создания локальных установок по водопою и мобильных по первичной мойке шерсти.

Методология. В качестве объекта исследований были локальные установки по получению воды для водопоя овец и мобильные по мойке шерсти. Исследования проводились по показателям овцеводческой фермы Цилинского района Республики Калмыкия путем моделирования исследуемых процессов на испытательных установках и обработки экспериментальных данных с использованием математической статистики и корреляционного анализа.

Результаты. В статье рассматривается использование установок замкнутого цикла очистки минерализованных вод с целью повышения эффективности фермерских овцеводческих хозяйств аридных зон на примере овцеводческой фермы Цилинского района Республики Калмыкия. Отсутствие центрального водопоя и предприятий по переработке шерсти сказывается на ценообразовании предоставляемой продукции из-за логистических расходов и снижает её конкурентоспособность. В качестве мер по снижению себестоимости выпускаемой продукции и экологизации производства путем создания водопойных узлов на базе местных минерализованных вод предлагается к использованию мобильная установка замкнутого цикла очистки. Предложен перечень необходимых составляющих мобильной установки деминерализации. В результате исследований предложены конструктивные решения и технологическая схема рассматриваемой мобильной установки.

Заключение. Экспериментальная мобильная установка очистки сточных вод фабрик первичной обработки шерсти в 2,5 раза дешевле стационарных очистных сооружений. В качестве мер по повышению инвестиционной заинтересованности и снижению влияния на окружающую среду рассматривается, как рабочая гипотеза, но требующая экспериментального подтверждения, организация переработки навоза в следующие промышленные продукты: гранулированное удобрение, топливные гранулы и сорбенты в виде фиксированных по размерам фракций. Для мобильности установки переработки навоза фермерских овцеводческих хозяйств и дальнейшего производства промышленных продуктов разместить её на автоплатформах, что позволит перемещаться по обслуживаемым фермам. Предлагаемый размер изготавливаемой установки 3х6х2,8м.

Проблема и цель. Целью исследования являлась оценка изменения кинематической вязкости, коэффициента поверхностного натяжения и температуры топлива в результате его обработки волнами СВЧ диапазона.

Методология. Основана на сравнении кинематической вязкости, коэффициента поверхностного натяжения и температуры дизельного топлива до и после его обработки волнами СВЧ диапазона. Рассмотрены изменения этих параметров при СВЧ обработке для различных исходных температур топлива и оценены их изменения в процессе остывания топлива до комнатной температуры.

Результаты. Показана возможность использования обработки дизельного топлива волнами СВЧ диапазона для целенаправленного изменения его характеристик.

Заключение. Предлагаемый способ обработки дизельного топлива волнами СВЧ диапазона может быть использован для управления характеристиками топлива, влияющими на экономичность и экологичность дизельного двигателя.

Проблема и цель. Разработка доступных энергоэффективных систем, обеспечивающих качественную контролируемую сушку сельскохозяйственной продукции для улучшения качества ее послеуборочной обработки, является актуальной задачей. Целью данного исследования выбран анализ возможности определения оптимальной конструкции индукционного нагревателя для воздуха на основе его виртуального моделирования.

Методология. Для моделирования тепломассопереноса в потоке воздуха, обтекающего индукционно нагреваемые электропроводящие ферромагнитные детали конструкции, применялся программный комплекс COMSOL Multiphysics, позволяющий решать системы дифференциальных уравнений в частных производных методом конечных элементов. Для анализа использовалась цилиндрически симметричная модель в виде проточной трубы, внутри которой размещены две синфазно включенные плоские индукционные катушки и дополнительные ферромагнитные нагреватели.

Результаты. Проведен анализ влияния ферромагнитных элементов конструкции на распределение магнитного поля в рабочей области устройства. Исследовано распределение температуры в рабочей области индукционного нагревателя для объемных расходов воздуха от 75 л/мин до 1200 л/мин и подводимой к индуктору мощности от 0,5 кВт до 2 кВт. Показано, что оптимальный режим тепломассопереноса с максимальной эффективностью нагрева воздуха для данной модели соответствует диапазону расхода воздуха от 300 л/мин до 400 л/мин.

Заключение. Результаты исследования позволили сделать вывод о целесообразности использования численного моделирования виртуальных установок для индукционного нагрева воздуха при поиске оптимальных конструкций и режимов разрабатываемых устройств.

Проблема и цель. Минимизировать отказы, а также повысить коррозионную стойкость рабочего органа возможно за счет его модернизации с применением новых технологий и моделей, а также современных инновационных материалов, имеющих наилучшие характеристики.

Методология. Для выполнения поставленной задачи было проведено исследование коррозионной стойкости сепарирующего рабочего органа картофелеуборочного копателя КТН-2В. Картофелеуборочный копатель, оснащенный прутковым полотном из композитного материала, эксплуатировался в хозяйствах ООО «Стенькино», ООО «Подсосенки» и ОАО «Авангард» в течение трех лет.

Результаты. Для минимизации коррозионных воздействий необходимо исключить свободное пространство внутри соединения композитного прутка с металлическим замком, что позволит избежать возникновения конденсата внутри замка и, как следствие, снизить коррозию элемента конструкции. Возможным является применение другого покрытия или другого способа крепления композитных прутков к резино-тканевым приводным ремням.

Заключение. Результаты исследования позволили увидеть полную картину поражения коррозией элементов конструкции, сопоставляя размерные характеристики коррозионного поражения на разных участках трубки замка композитных прутков.

Проблема и цель. В настоящее время в сельском хозяйстве имеется возможность получать большие объемы неструктурированных данных, однако не существует достаточного количества платформ для их накопления, систематизации и обработки. Имеется острая необходимость систематизации баз данных по продаже сельскохозяйственной продукции, запасных частей и расходных материалов сельскохозяйственной техники, оказанию различных услуг и сдаче в аренду техники и оборудования. Цель исследований - оценить возможность применения технологий Big Data для систематизации баз данных по продаже запасных частей и расходных материалов сельскохозяйственной техники.

Методология. В алгоритмах обработки больших данных в последнее время все чаще используют нейронные сети. Нейронная сеть строится из нейронов. Нейроны - это объекты, на вход которых подаются значения xi, x2,.., xn, после чего внутри происходит ряд вычислений и на выходе получается значение y. В машинном обучении используют генетические алгоритмы. Данные алгоритмы основаны на теории эволюции и естественном отборе. В этих алгоритмах сначала вычисляется приспособленность нейронной сети, то есть ее способность выдавать необходимый нам результат, на основании чего происходит размножение нейронных сетей в несколько копий, при этом с каждой из них происходит мутация (т. е. изменение параметров нейронной сети).

Результаты. Использование технологий Big Data может повысить эффективность обработки данных, связанных с изучением снабжения запасными частями сельскохозяйственной техники.

Заключение. Использование технологий Big Data позволяет улучшить качество управления за счет, во-первых, предоставления информации в достаточном объеме, во-вторых, существенного удешевления сбора необходимой информации, а в третьих, упрощения сбора большого количества статистических данных по многим, не связанным между собой хозяйствам, что позволяет производить более качественные научные исследования.

Проблема и цель. Загрязнение сельскохозяйственной техники в процессе производства растениеводческой продукции существенно снижает эксплуатационную надежность машин. Для снижения негативного воздействия частиц загрязнения на работу машин в сельском хозяйстве необходимо создать условия для их качественной очистки как в эксплуатационный период, так и в период длительного межсезонного хранения. Цель исследования - повышение качества очистки загрязненных поверхностей сельскохозяйственной техники путем разработки новых конструктивных решений абразивно-струйной обработки машин.

Методология. В исследовании представлен обзор различных способов очистки загрязненных поверхностей сельскохозяйственной техники. Для повышения качественных характеристик процесса очистки загрязненных поверхностей предлагается ряд конструктивных решений устройств для микроабразивной обработки сельскохозяйственной техники. Предлагаемая конструкция устройства для микроабразивной обработки сельскохозяйственной техники с возможностью регулировки угла наклона выходного сопла позволит обеспечить очистку труднодоступных участков машин, а применение для микроабразивной обработки защитного экрана позволит повысить безопасность и удобство выполнения данной технологической операции.

Результаты. Конструкция экспериментального устройства пистолетного типа для микроабразивной обработки сельскохозяйственной техники с возможностью регулировки угла наклона выходного сопла запатентована в Федеральной службе по интеллектуальной собственности (патент на полезную модель № 216615). Конструкция экспериментального устройства пистолетного типа для микроабразивной обработки с защитным экраном запатентована в Федеральной службе по интеллектуальной собственности (патент на полезную модель № 216616).

Заключение. Надежность работы сельскохозяйственной техники в эксплуатационный период зависит от надлежащего проведения технического обслуживания машин. Качественное выполнение обслуживания практически невозможно без предварительной тщательной очистки техники от различного рода загрязнений. Представленные конструктивные решения позволят не только добиться повышения качества очистки загрязненных поверхностей машин за счет удаления грязи из труднодоступных мест, но и снизить концентрацию вредных продуктов очистки в окружающем воздухе, что обеспечит улучшение условий труда оператора.