ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЯ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ
ДОДАТКИ	СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ	УКЛАДАЧІ

2. ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЧНІ УСТАНОВКИ

2.3. Обробка сільськогосподарських матеріалів електричним струмом

2.3.1. Електрична обробка насіння

2.3.2. Мікрохвильові технології в аграрно-промисловому комплексі

2.3.3. Обробка вологих кормових матеріалів

2.3.4. Електричне розсолення і знезараження ґрунту

2.3.5. Електроплазмоліз рослинної сировини

2.3.1 Електрична обробка насіння

Проблема забезпечення потреби країни продуктами рослинництва є досить гострим і актуальним питанням. Збільшення виробництва й підвищення якості продукції можливо шляхом зменшення втрат врожаю від хвороб, грибків та бактерій під час зберігання, а також максимального використання потенційних біологічних можливостей насіннєвого матеріалу.

Електричні поля високої напруги є одним із перспективних засобів впливу на насіння сільськогосподарських культур. Одними із напрямів використання електричних полів високої напруги є передпосівна обробка насіння, обробка під час зберігання та переробки.

Передпосівну обробку насіння проводять для активізації в них фізико-хімічних реакцій, що сприяє більш інтенсивному засвоєнню зародком насіння живильних речовин із ґрунту. При цьому прискорюється проростання насіння, зростає інтенсивність фотосинтезу, а в несприятливих умовах рослини стають більш стійкими і дають підвищені врожаї.

Поряд з агротехнічними методами поліпшення посівних якостей насіння пропонуються електротехнологічні способи:

обробка іонними потоками в полі коронного розряду;

ультрафіолетовими і інфрачервоними променями;

мікрохвильовими електричними полями.

Один із найпростіших і найефективніших методів передпосівної обробки насіння – дія на нього електричного поля промислової частоти.

Рис. 2.3.1. Схема установки для передпосівної обробки насіння:

1 – завантажувальний пристрій; 2 – робоча камера; 3 – електроди.

Установка для обробки насіння складається із приймального бункера, з якого зерно за допомогою ковшового елеватора подається в робочу камеру 2 (рис. 2.3.1). Зерно в ній рухається під дією сили тяжіння, а його вихід і, відповідно, тривалість обробки регулюють, змінюючи продуктивність вивантажувального пристрою. Робоча камера – це система ізольованих один від другого металевих електродів 3, на які подається живлення від трансформатора ТV1, що забезпечує напруженість електричного поля в робочій камері 1 – 4 кВ/см.

Установка проста в обслуговуванні, витрати електроенергії не перевищують 0,2 кВт×год/т.

За даними ВІЕСГ під час обробки насіння зернових культур в електричному полі промислової частоти напруженістю

2 – 4 кВ/см і експозицією 10 – 120 с, урожайність зернових культур підвищується на 10 – 20 %.

Рис. 2.3.2. Схема електричного сепаратора конвеєрного типу:

1 – дозатор; 2 – конвеєрна стрічка (заземлений електрод); 3 – електрод з коронним розрядом;

4 – приймальний бункер; 5 – щітка; 6– перегородки між бункерами.

2.3.2. Мікрохвильові технології в аграрно-промисловому комплексі

Основною проблемою вирощування високих і сталих врожаїв сільськогосподарських культур є захист рослин від шкодочинних об'єктів.

Застосування мікрохвильової технології дає змогу отримувати екологічно безпечну продукцію рослинництва. Вирощування екологічно чистої продукції в рослинництві – нагальна потреба аграрного сектору України. Це гарантія успішного виходу української аграрної продукції на міжнародні ринки, шлях суттєвого збільшення валютних надходжень у державу.

Передпосівна обробка насіння екологічно чистими електротехнологічними методами (УФ та ІЧ випромінюванням) сприяє підвищенню врожайності пшениці на 21 – 29 г/м², а також дає можливість скоротити споживання електроенергії під час обробцки насіння у понад 10 разів.

Мікрохвильове поле пригнічує комплекс фітопатогенів насіння – сажку, фузарії, гнилі тощо, під час його передпосівної обробки.

Нині проблема захисту рослин має розглядатися в загальному контексті тих процесів та тенденцій, які спостерігаються у світовому землеробстві. За роки реформування сільського господарства обсяг застосування засобів захисту рослин знизився і має різновекторний характер. Так, в загальній структурі використання засобів захисту рослин 63 % належить гербіцидам; 23 % – інсектицидам; 13 % – фунгіцидам, частка біометоду – 1 %.

Важливим є те, що мікрохвильове поле по-перше, позитивно впливає на схожість насіння, що доведено численними науково-практичними дослідженнями, по-друге, стан некондиційного насіння доводить до кондиційного за схожістю і вирішує, таким чином, проблему насінництва.

Під дією мікрохвильового поля насіння сільськогосподарських культур проходить стимуляцію, що можливо розділити на три рівні – енергетичний, функціональний та інформаційний. Їх сумарна дія на насіння активізує обмінні процеси в насінні, які пов'язані із його біоенергетикою, схожістю та енергією росту.Як результа активізуються процеси вегетації рослин та їх урожайних властивостей. Крім того, насіння одночасно знезаражується від фітопатогенів, а значить дає змогу господарству економити значні кошти на протруювачах насіння.

Мікрохвильова технологія – одне з тих досягнень науки та техніки, які в процесі свого розвитку вийшли далеко за межі первісних задумок. Так, актуальна, але все ж локальне технологічне завдання передпосівного знезараження зерна від патогенів за допомогою МХ-обробки, з часом трансформувалася в глобальне завдання підвищення врожайності основних сільськогосподарських культур, які вирощуються в Україні, виробництва екологічно чистої продукції та застосування її в інтегрованій системі захисту сільськогосподарських культур.

Рис. 2.3.3. Установка передпосівної обробки насіння „Паросток”

Установка передпосівної обробки насіння „Паросток” призначена для біостімуляції насіння сільськогосподарських культур опромінюванням мікрохвільовою енергією. Для підвищення врожайності на 15 – 50 % та прискореного дозрівання на 8 – 12 днів.

Технічні характеристики установки „Паросток”

Табл. 2.3.1.

ПАРАМЕТР	ПОКАЗНИКИ
Потужність мікрохвильового опромінювання, кВт	1,2
Продуктивність, кг / рік	400 – 2000
Потужність споживання, кВт	2,5
Напруга живлення	220 В, 50 Гц
Маса установки, кг	250
Габаритні розміри, мм	700Х895Х2060

Рослини із обробленого насіння мають підвищену польову схожість, добре розвинену кореневу систему, і, що особливо важливо, дають стало високі врожаї у порівнянні із контролем (рослини із необробленого насіння). Крім того, слід зазначити, що застосування такої технології не виключає повністю застосування хімічних препаратів.

МХ-технологія може стати ефективним інструментом у поліпшенні екологічної ситуації в Україні, в процесі широкого її застосування в сільськогосподарському виробництві.

2.3.3. Обробка вологих кормових матеріалів

Обробка вологих кормових матеріалів підвищує ефективність їх використання. Електрообробку подрібненої і зволоженої розчином хімікатів (2 % хлориду натрію і 4 % кальцинованої соди) соломи проводять в електродних камерах струмом низької частоти упродовж 6 – 8 хвилин за густини струму (0,1 – 0,3)×10⁴ А/м². У результаті обробки вміст кормових одиниць підвищується в 1,5 – 2 рази, і в стільки ж разів зменшується бактерицидна забрудненість.

Обробка електричним струмом фуражного зерна підвищує його перетравлюваність і засвоюваність на 1 – 15 %. За допомогою електричного струму можна запарювати картоплю, обробляти харчові відходи, кормо–суміші і ін.

2.3.4. Електричне розсолення і знезараження ґрунту

Беззмінне використання ґрунтів у теплицях, тривалий період вегетації овочевих культур, висока температура і вологість повітря призводять до розвитку шкідників і хвороб. Найбільшої шкоди рослинам завдають різні гнилі, галова нематода, аскохітоз та ін. Нерідко втрати від нематод досягають 25 – 50 %.

У великих тепличних комплексах зміна ґрунтового ґрунту практично неможлива. Тому знезаражування ґрунтів одне з найважливіших профілактичних заходів. Ґрунтовий ґрунт знезаражують на місці отрутохімікатами, пропарюванням і за допомогою електричного струму.

Для видалення з верхнього шару ґрунту надлишку шкідливих солей ґрунт промивають водою. Інтенсивність розсолення ґрунту можна підвищити, пропускаючи через нього постійний електричний струм. Для цього на ділянці поля встановлюють систему електродів з металевих труб або стержнів. Відстані між електродами в ряду 10 – 20 м. Ряди електродів почергово є анодами і катодами, до яких підводять постійну напругу 75 В. Аноди занурюють на глибину – 1 м, катоди – 5 м. Під час протікання струму в результаті електролізу солі розкладаються і внаслідок електрокінетичних явищ і гравітації витісняються в глибші шари ґрунту. У порівнянні із звичайною технологією електророзсолення в 5 – 6 раз скорочує витрати прісної води і в 6 – 8 разів тривалість обробітку.

Густина струму в ґрунті – 1 – 10 А/м², витрата електроенергії – 5 – 20 тис. кВт×год на 1 га.

У парниках і теплицях необхідно періодично проводити стерилізацію ґрунту. Грунт стерилізують на глибину 0,25 м у теплицях і 0,12 – 0,15 м – у парниках. Застосовують електродний спосіб електронагрівання ґрунту. Для цього використовують стаціонарні або пересувні установки, які є системою електродів із стальних пластин, розташованих на відстані 0,2 – 0,25 м один від одного. Досліди показали, що фітопатогенні гриби в ґрунті гинуть за температури 55 – 65 °С.

2.3.5. Електроплазмоліз рослинної сировини

Відомо, що тривале сушіння трави призводить до значної втрати поживних речовин. Наприклад, під час природного сушіння трави на полі втрачається 25 – 50 % поживних речовин. Ці втрати можна значно знизити завдяки застосуванню плазмолізу – відшаруванню протопласта клітини від її оболонки, яке веде до стиснення протоплазми. При цьому клітина гине, а біологічно зв'язана з нею рідина стає вільною і легко випаровується. Живі ж клітки чинять опір висиханню.

Плазмоліз рослинної сировини можна здійснити механічним; термічним; електричним способами.

Електроплазмоліз рослинної сировини здійснюють в електроплазмолізаторах.

Рис. 2.3.4. Електроплазмолізатор

Електроплазмолізатор імпульсний із нерухомими електродами (2). Це камера з перфорованим дном і рухомою кришкою (3), яка, опускаючись, віджимає сировину (1).

Електроди монтуються безпосередньо в камері біля бокових стінок, подача струму високої напруги здійснюється імпульсами через кілька хвилин після пресування сировини за допомогою рухомої кришки. Час обробки сировини електричним струмом становить лічені частки секунди.

Найпоширеніші валкові плазмолізатори. Вони складаються з двох валків, які обертаються назустріч один одному. Електричний струм підводиться до валків через контактні кільця. Напруга електричного поля в зоні обробки рослинної сировини становить 60 – 75 кВ×м^-1.

Під час застосування електроплазмолізу тривалість сушіння трави порівняно з природним сушінням зменшується в 1,5 – 2 рази.

Електроплазмоліз використовують також у харчовій промисловості для збільшення виходу соків під час пресування ягід, плодів тощо.

Електричний струм використовують під час боротьби з бур’янами, для прорідження культурних рослин, прискорення дозрівання рослин тощо.

Питання для самоперевірки

1. Для чого проводять передпосівну обробку насіння?

2. Які є електротехнологічні методи передпосівної обробки насіння?

3. Яким чином насіння обробляється струмом промислової частоти?

4. Що ви знаєте про мікрохвильові технології, що застосовуються в АПК?

5. Для чого і як проводять обробку вологих кормових матеріалів?

6. Як проводять знезараження ґрунту?

7. Як проводять електророзсолення ґрунту?

8. Для чого і як проводять електроплазмоліз рослинної сировини?

Попередня тема

На початок

Наступна тема