Flexible process line of potato preparation for farms

Abstract

The article proposes a block-modular principle of formation and structure of process line of post-harvest treatment and pre-sale preparation of potato, providing its flexibility and multivariance in conditions of changing characteristics of primary heap of potato.

Full Text

В общем объеме производства картофеля в Северо-Западном регионе России в последние годы значительно вырос удельный вес фермерских хозяйств. Площадь посадок картофеля в них выросла с 6,2 тыс. га в 2009 г. до 10,9 тыс. га в 2012 г. (в 1,76 раз), тогда как в с.-х. предприятиях она осталась практически неизменной и составила 12,6 тыс. га в 2012 г. [1]. При этом площади посадок в 2012 г. в фермерских и с.-х. предприятиях стали практически сопоставимы. Около 75% фермеров имеют посадочные площади до 20 га и объем производства картофеля до 500 т. Практически весь продовольственный и семенной картофель хранится у производителя и реализуется в течение всего периода хранения и при посадке. При этом для хранения картофеля фермеры используют как типовые картофелехранилища, доставшиеся им от бывших колхозов и совхозов, так и приспособленные дооборудованные помещения (сенные сараи, животноводческие фермы). Большой объем исследований и испытаний картофелеуборочных комбайнов [2] свидетельствует о том, что качественные характеристики вороха картофеля, поступающего с поля в хранилище, меняются в большом диапазоне и зависят от технологий возделывания и уборки картофеля, сорта, а также от почвенно-климатических условий. Так, количество примесей в ворохе (земля, камни, растительные остатки) варьируется от 1,5 до 30%, а повреждения клубней - от 15 до 65%. Предреализационная и предпосадочная обработка картофеля проводится внутри картофелехранилищ. В настоящее время указанные операции в большинстве случаев проводятся вручную и очень редко - с использованием отработавших свои сроки сортировок из комплекта КСП-15. Низкая производительность и качество труда рабочих на переборке и высокий уровень затрат труда приводят к повышению себестоимости произведенного картофеля и, как следствие, к недостаточной рентабельности отрасли. В Северо-Западном научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства (СЗНИИМЭСХ) в период с 1995 г. по настоящее время проводится комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию и организации мелкосерийного производства малогабаритного оборудования для послеуборочной и предреализационной обработки картофеля в условиях мелкотоварного производства (табл. 1). Оборудование может работать как в типовых картофелехранилищах, так и в приспособленных помещениях с узкими технологическими проходами. Основным исходным принципом создания нового комплекса оборудования стала необходимость формирования на базе его рабочих модулей мобильных гибких технологических линий (ГТЛ) обработки картофеля, которые комплектуются по блочно-модульному принципу. Таблица 1 Состав и характеристики оборудования ГТЛ обработки картофеля производительностью 3-10 т/ч Наименование рабочего модуля (этап разработки) Назначение рабочего модуля Тип рабочих органов Производительность, т/ч Установленная мощность, кВт Масса, кг Габаритные размеры, мм Приемный бункер ПБ (мелкосерийное производство) Приемка картофеля с поля или из хранилища и подача на последующие модули Ленточный 15-30 4,5 1280 3250×2800×1820 Бункер-ворохоочиститель ОВ (мелкосерийное производство) Приемка картофеля с поля или из хранилища, выделение примесей почвы, растительных остатков и фуражных клубней Ленточный + пружинные роторы - роликовые валы 15-30 7,7 2600 6700×3100×2500 Подборщик картофеля ПК (опытный образец) Подбор картофеля из насыпи в хранилище и подача на последующие модули Ленточный, телескопический 20 3,3 650 8750×880×1235 Сортировка картофеля СК (мелкосерийное производство) Выделение примесей почвы, растительных остатков и фуражных клубней, калибрование клубней на 2-3 фракции Роликово-дисковый с наклонными ориентирующими дисками 4,5 3,3 500 2200×3000×1650 Переборочный стол ПС (мелкосерийное производство) Визуальный контроль и отбор больных (загнивших) клубней и соразмерных с ними примесей Ленточный 4,5 1,1 300 3200×1000×1200 Оборудование для сухой очистки картофеля ОСО (опытный образец) Очистка картофеля от остатков прилипшей почвы с доведением товарного качества до первого класса, фасовка в потребительскую тару Щеточные валы с нейлоновым ворсом 4,5 0,75 150 2500×1500×1200 Мойка картофеля МК (экспериментальный образец) Полная очистка картофеля от остатков почвы с доведением товарного качества до класса «экстра», фасовка в потребительскую тару Барабанный с щеточными вставками 0,5-1 1,5 250 2900×1100×1400 С учетом этого требования каждый модуль смонтирован на колеса и оборудован индивидуальным регулируемым электроприводом, что обеспечивает как независимую работу, так и работу в составе линии. Примеры возможных вариантов формирования ГТЛ на стадиях послеуборочной доработки и предреализационной подготовки продовольственного картофеля приведены в табл. 2. Таблица 2 Варианты ГТЛ для послеуборочной доработки и предреализационной подготовки продовольственного картофеля Варианты уборки картофеля Схемы компоновки ГТЛ Послеуборочная доработка Предреализационная подготовка Уборка картофелекопателем Закладка на хранение без доработки через ТЗК-30 насыпью ПК + СК + ПС; ПК + СК + ПС + ОСО Уборка комбайном Закладка на хранение через ОВ в контейнеры Опрокидыватель контейнеров + ПБ + СК + ПС + ОСО Результаты исследований и испытаний разработанной технологической линии при различных схемах компоновки ее рабочих модулей свидетельствуют о том, что за счет гибкости и многовариантности обеспечивается обработка вороха картофеля различного исходного качества до заданных стандартами требований [3-5]. Малооперационность используемых схем компоновки рабочих модулей в ГТЛ позволяет минимизировать затраты материальных и энергетических ресурсов.