Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Совершенствование метода и технических средств контроля влажности семян овощных культур
ВАК РФ 06.01.06, Овощеводство

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование метода и технических средств контроля влажности семян овощных культур"

На правах рукописи

Павлов Василий Леонидович

УДК 631.531.17:6313

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ВЛАЖНОСТИ СЕМЯН ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

Специальности: 06.01.06 - овощеводство

05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2009

003488026

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур» (ГНУ «ВНИИССОК») в 2005 -2009 годах.

Научный руководитель:

доктор технических наук Секанов

Юрий Петрович

Официальные оппоненты:

доктор с.-х. наук, профессор Кононков

Петр Федорович доктор с.-х. наук, профессор Колчинский

Юрий Леонидович

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства

Защита состоится «Д ^ » -Я 2009 года в_часов на заседа-

нии совета по защите доктсфских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 при ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур по адресу: 143080, Московская облась, Одинцовский р-н., п/о Лесной городок, пос. ВНИИССОК, сектор защиты диссертаций.

Факс: (495) 780-91-78 (доп. 101) E-mail: aspirantura@vniissok.ru

vniissok@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИССОК

Автореферат разослан _ Ш ЯТр 5S 2009 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01, (7 f~

доктор с.-х. наук, ст. н. с. \с/£ Ьсшлсс^ Пышная О. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Нарушение требований к влажности семян овощных культур на всех технологических операциях производства приводит к снижению качества семян, росту потерь и энергозатрат на сушку, что отражается на их себестоимости, наиважнейшему критерию в условиях рыночной экономики. Для решения данной задачи необходимо контролировать основные показатели качества семян овощных культур, важнейшим из которых является влажность.

Большое внимание вопросам влагометрии и изучению свойств сельскохозяйственных материалов в своих исследованиях уделяли Судник Ю. Н., Соколов А. В., Черевиков В. Д., Чернышев В. О., Рогов И. А. и др. Из зарубежных исследователей следует отметить: Nelson S. О., Stetson L. Е., Jorgensen I. Е., Corcoran Р. Т. и др., которые установили влияние ряда факторов для зерновых -объемной массы, сортовых и типовых различий, засоренности, спелости. Свойствам семян овощных культур не уделялось достаточно внимания. Вследствие этого влагомеры семян овощных культур имеют невысокую точность измерения влажности, на показания оказывают влияние сортовые и геометрические свойства семян, зоны и районы произрастания, годы получения урожая. Отсутствие точных и экспрессных средств контроля приводит к неправильной оценке параметров семян, их пересушке, потерям при хранении, неоптимальному ведению технологических процессов производства.

Таким образом, повышение точности контроля влажности при условии экспрессности измерения является актуальной задачей в технологических процессах производства семян овощных культур.

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы - совершенствование метода и технических средств оперативного контроля влажности семян овощных культур.

Достижение поставленной цели основывается на решении следующих задач:

- На основе изучения технологий производства семян овощных культур определить приоритетные параметры оперативного контроля и управления технологическими процессами;

- Провести анализ отечественного рынка влагомеров для зерна и семян овощных культур;

- Изучить электрофизические свойства семян как объектов измерения влажности и предложить рациональные способы повышения метрологических характеристик, используемых для определения данного параметра технических средств:

- Дать оценку влияния подготовки семян на результаты определения влажности стандартизованным методом;

- Изучить влияние дисперсности и структурной неоднородности семян на метрологические характеристики (погрешность, продолжительность измерений) инфракрасных термогравиметрических влагомеров и подготовить предложения по их практическому применению в овощеводстве.

Научную новизну составляют:

- обоснование технико-экономической целесообразности применения инфракрасных термогравиметрических установок (влагомеров) для измерения влажности семян овощных культур, выполненное на основе анализа технологий их производства и рынка влагомеров;

- условия измерений: температурные режимы, требования к диспергированию, массе навески и толщине слоя материала, обеспечивающие наилучшую воспроизводимость результатов измерений влажности инфракрасными установками (ИК-установками) и стандартизованным воздушно-тепловым методом;

- электрофизические свойства семян тыквенных культур как объекта измерения влажности электрическими и термогравиметрическими влагомерами.

Новизна научных результатов подтверждена в «Методических рекомендациях по определению влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках» (2009 г.)

Практическая ценность работы:

- предложен способ изменения подготовки семян овощных культур при определении влажности стандартизованным методом;

- разработаны рекомендации по определению влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках с низкотемпературными источниками излучения;

- изучены электрофизические свойства семян семейства Тыквенные, позволяющие обоснованно подходить к выбору метрологических и конструктивных параметров электрических влагомеров;

- предложена форма промежуточной емкости, используемой для свободной засыпки семян в электрических влагомерах с коаксиальным первичным измерительным преобразователем.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Роль информации о влажности в технологических процессах производства семян овощных культур.

2. Сравнение характеристик существующих влагомеров.

3. Результаты исследований электрофизических свойств семян овощных культур.

4. Оценка влияния подготовки семян на результаты определения влажности стандартизованным методом.

5. Влияние дисперсности и структурной неоднородности семян на метрологические характеристики (погрешность, продолжительность измерений) инфракрасных термогравиметрических влагомеров

6. Влияние предложенной формы емкости на результаты измерений влажности на влагомере Aquasearch Туре-6040.

Апробации работы. Основные положения диссертации доложены на IX Международной научно-практической конференции «Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве», 2006, международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в сельском хозяйстве и семеноводстве сельскохозяйственных культур», 2006, III Международной научно-практической Конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии. (Сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ-2008».

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 работ, одна из которых - методические рекомендации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на /^т2-страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы и приложения. Диссертация содержит таблиц, -3/ рисунков, 1 приложений. Список использованной литературы включает^"7 ¿Наименований. в том числе иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В 1-й главе «Состояние вопроса и задачи исследований» дан анализ технологий производства семян овощных культур, показана роль информации о влажности растительного материала в формировании качества семян, определены требования к контролю влажности, предъявляемые в технологических процессах производства семян овощных культур.

Базовые технологии построены по блочно-модульному принципу и включают девять основных технологических модулей: основная обработка почвы, предпосевная обработка почвы, подготовка семенного материала, посев, уход за посевом, уборка урожая, послеуборочная обработка, хранение, подготовка к реализации. Каждый модуль имеет оптимальный набор технологических про-

цессов, необходимых для выполнения законченного этапа производства соответствующей продукции. Необходимо осуществлять измерение, либо регулирование влажности семян, так как по влажности определяют начало уборки, режимы обработки семян при сушке и сепарировании. Закладка на хранение семян кондиционной влажности гарантирует их высокие посевные качества. Важную роль играют параметры влажности и при реализации семян. Из рассмотренных технологий производства вытекает следующая технологическая система влагометрии в семеноводстве овощных и бахчевых культур (рис. 1).

Созревание семян овощных культур происходит не одновременно как в пределах семенного куста, так и всего семенного участка и часто совпадает с неблагоприятными погодными условиями, поэтому определение фазы спелости семян и их влажности необходимо для установления оптимального срока уборки и продолжительности дозаривания. Это целесообразно не только для планирования работы по уборке и обмолоту, но и для получения высококачественных семян. Существует определенная зависимость между формированием, созреванием семян, их влажностью и всхожестью. По влажности семян можно судить о стадии формирования и прогнозировать всхожесть при уборке в этот момент.

На основании анализа научных работ, литературных источников и производственного опыта по исследуемой проблеме рассмотрено состояние развития влагометрии семян овощных культур. Проанализированы методы измерения влажности семян в полевых условиях, установлено преобладание диэлькомет-рического метода измерений, также отмечено, что основное внимание уделялось зерновым культурам, в то время как особенности семян овощных культур и влияние этих особенностей на электрические характеристики практически не изучались.

Рис 1. Влажность семян овощных и бахчевых культур.

Во 2-й главе «Программа и методика экспериментальных исследований» описана структура экспериментальных исследований, приведены разработанные и стандартные методики определения электрофизических свойств семян овощных культур и используемая измерительная аппаратура. Основное измерительное и лабораторное оборудование:

- Инфракрасная термогравиметрическая установка МА-30 (Германия «Sartorius»;

- Диэлькометрический влагомер зерна и семян сельскохозяйственных культур Aquasearch Туре-6040 (Япония, «Kett Electric Laboratory»);

- Сушильный шкаф СЭШ-ЗМ;

- Весы аналитические Adventurer (США, «Ohaus»);

- Портативный микропроцессорный прибор для измерения влажности и температуры воздуха ИВТМ-7 (Россия, «Практик - НЦ»);

- Рассев лабораторный РЛ (Россия, ЗАО «Аверс-М»);

- Пурка литровая ПХ-1

- Мельница лабораторная ЛЗМ.

Исследования проводили в лабораториях ГНУ ВНИИССОК и ОАО «РНИИ «Агроприбор». На рисунке 2 представлены использовавшиеся в работе измерительные приборы.

Рис. 2. Используемая измерительная аппаратура: 1 - полевой влагомер Адиа5еагсЬ Туре-6040; 2 - Инфракрасный термогравиметрический влагомер МА-30 «Загюпив»; 3. Пурка литровая с падающим грузом ПХ-1; 4. ПЭВМ; 5. Рассев лабораторный 1'Л.

При исследовании электрических свойств семян овощных культур большое внимание уделялось методике подготовки семян к измерениям. Исследования проводили на качественных семенах, не имеющих минеральных и механических (комья земли и др.) примесей. Выбор основных культур для проведения исследований проводился исходя из ценности культуры, перспективности, занимаемой площади в севообороте, отличимости по физико-механическим свойствам.

Для получения проб материала с более высокой влажностью исходный материал увлажняли. Отволаживание длилось 2 суток, так как при более продолжительной выдержке семена начинают прорастать. Увлажненные образцы выдерживали в холодильной камере в стеклянных сосудах с притертой крышкой. Перед началом опыта их извлекали из холодильной камеры, выдерживали в помещении до выравнивания температуры, а затем определяли влажность. В качестве образцового средства использовали стандартный метод с применением сушильного шкафа СЭШ-ЗМ по ГОСТ 12041-82.

Изучение электрофизических свойств семян выполнены с использованием нескольких методов. В качестве измерительного прибора нами был выбран Aq-uasearch Туре-6040 фирмы «Kett», Япония. С помощью прибора можно измерять влажность, емкость, температуру, плотность семян.

Обоснование режимов сушки, требований к подготовке материала к измерениям, массы навески, влияния толщины слоя семян на результаты исследований велось с использованием инфракрасной (ИК) термогравиметрической установки МА-30.

Методикой исследований предусматривалось также получение следующих зависимостей, которые в общем виде можно записать как:

C=f(W, р,К), где: С - электрическая емкость материала, пФ; W - влажность семенного материала, %; р - плотность, г/л: К - культура.

Обработка полученных данных осуществлялась с помощью надстройки «Пакет анализа» MS Excel 2007. Для анализа данных с помощью этого пакета указывались входные данные и выбирались параметры, расчет выполнялся с помощью подходящей статистической макрофункции. Некоторые результаты анализа в работе представлены в графическом виде.

В 3-й главе «Экспериментально-теоретическое исследование электрофизических свойств семян овощных культур» изложены результаты экспериментальных исследований, приведены результаты исследования электрических характеристик семян при влиянии ряда факторов: способа засыпки, искусственного изменения структуры путем увлажнения дистиллированной водой, измельчения, разделения на фракции. Целью данных исследований являлось установление количественного влияния показателей, связанных с составом и строением семян: выявление путей устранения основных мешающих факторов для повышения точности измерения влажности.

Отмечено, что семена овощных культур относят к наиболее сложным объектам исследований электрофизических свойств. Сложность исследования определяется неоднородностью как массы семян, так и каждого семени в отдельности. Влияние неоднородности массы семян на диэлектрические свойства зависит от семян, в частности их специфической формы, строения семени, химического состава, структуры, причем все факторы в той или иной степени взаимозависимы. Это положение отражено в таблице 1, где представлены физико-механические характеристики для одиннадцати культур.

Исследования, выполненные на семенах семейства Тыквенные, показали большую зависимость геометрических параметров семени от содержания влаги. Одним из важных факторов столь значимого влияния влажности, является изменение параметров, включающих такие показатели, как длина 1, ширина с1, толщина Ь (рис. 3) и массы семян при увлажнении (табл. 2).

Таблица 2. Оценка изменения геометрических параметров семян тыквы сорта Рекорд

N и/п Параметры семян до увлажнения Параметры семян после увлажнения

\Уисх,% 1, мм (1, мм ь, мм ш, г У/исхД' 1, мм (1. мм Ь, мм ш, г

1 6,3 20,6 11,03 3,57 0,2695 25,5 21,55 11,625 4,185 0,6280

Таблица 1. Физические свойства ряда семян овощных культур.

N п/п Культура Кондиционная влажность, % Размеры семени, мм Плотность, г/см3 Скважистость, % Масса 1000 семян, г. Натура, г/л

Длина Ширина Толщина

1 Тыква 6,4...6,7 16...222 8...11 3...4 0,86 52-63 150-300 370-400

2 Кабачок 5,6...9,20 Средние 1,0 53 120-130 470

14,9 8,1 2,3

3 Огурец 4,8...7,7 Средние 1,1 43-54 20-30 530-565

9,1 3,7 1,5

4 Арбуз 5,6...7,4 6...18 4...10 1.5-3,0 0,98 47-58 ч 40-60 430-495

5 Дыня 6,4...6,9 9...12 4,5-5,0 1,6-2,0 0,95 64-40 30-50 360...470

6 Горох 7,5...12,0 Средние 1,32 40. ..47 150...210 710-730

8,8 6,9 5,8

1 Капуста белокочанная 5,8.-7,0 1,8-2,2 1,6-2,0 1,5-1,8 1,18.-1,2 42 3...5 690-720

8 Редис 4,9.-6,8 Средние 1,15.-1,18 41,9 9...10 660-700

3,1 2,6 1,9

9 Томат 6,6...8,5 3,0-3,6 2,3-2,4 0,6.-1,1 1,15 72-77 2,8-3,1 250-320

10 Морковь столовая 7,0-9,2 Средние 1,19 66,5 2,0-2,5. 350-.480

2,5 1,2 0,5.-0,9

11 Лук 7,4-9,2 2,5.-3,1 1,9.-2,1 1,3...1,6 1,18 54-60 2,7-4,0 502

Рис. 3. Геометрические параметры семян тыквы сорта Рекорд.

В таблице 2 приведены средние значения по 20 семенам, откуда видно, что все параметры увеличились:

-длина с 20,6 мм до 21,55 мм или на 0,95 мм, что составляет -4,6% к исходному размеру;

-ширина с 11,03 мм до 11,625 мм или 0,325 мм, что составляет 2,45 %; -толщина семян возросла с 3,57 мм до 4,185 мм, т. е. на 0,615 мм, что составляет 17,23 %;

-масса семян увеличилась с 0,2695 до 0,628 г, т. е. на 0,3585 г, что составляет 133% к их первоначальной массе.

Таким образом, подтверждены выдвинутые предпосылки о вариации структурных параметров проб семян различной влажности вследствие изменения параметров материала при увлажнении.

Изменение геометрических параметров семян ведет к появлению скважистости, увеличению воздушных промежутков между семенами, следовательно, изменяется и плотность. Поэтому для оценки влияния объемной плотности семян на вариацию электрической емкости были исследованы семена кабачка Цукеша. После обработки экспериментальных данных в МЯ Ехе! 2000 методом множественного регрессионного анализа получили модель электрической емкости исследуемых семян первого порядка:

С = 0.75\У + 14.42р-4.2, где: С - значение емкости, пФ; \У - влажность, %; р - плотность, г/см3;

Данное уравнение отражает влияние изменения плотности семян кабачка вследствие увлажнения на электрическую емкость, что влияет на погрешность измерений емкостных влагомеров в сравнении со стандартным методом.

В современных электрических влагомерах, например Aquasearch Туре-6040, АТПАЗ-01 для компенсации плотности используют встроенные весовые устройства со свободной засыпкой и нормированием массы по объему.

Для оценки погрешности весового устройства были проведены измерения массы, засыпаемой в промежуточную емкость на аналитических весах Adventurer и измеренной непосредственно влагомером (табл. 3).

Приведенные данные свидетельствуют о необходимости достижения высокой точности встраиваемых весоизмерительных устройств, что влияет на стоимость влагомера.

Экспериментальное исследование влияния формы промежуточной емкости на массу и электрическую емкость контролируемой пробы материала показало преимущество новой емкости, но не для всех культур (табл. 4,5,6). Используемые емкости представлены на рисунке 4.

I. Емкость от АциавеагсЬ Туре-6040. 2. Емкость, изготовленная для опыта,

Объем 240 см3.Конус сходится вниз V 1=250 см1, конус сходится вверх

(«=88°). 0=86").

Рис. 4. Используемые в эксперименте промежуточные емкости.

Таблица 3. Погрешности весового устройства влагомера Aquasearch Туре-6040.

N п/п Культура, сорт Исходные параметры семян Результаты измерений Примечания

W, % N г/л m,, r Д= "Ц- m,„ r С, пФ

1 Семена 6.7 392 91 92,59 -1,59 7.6 111^ - масса семян в

2 дыни 94 94.57 -0.57 7.7 промежуточной

3 copia 97 97.17 -0,17 7.8 (засыпной) емкости

4 Золотистая 97 97,33 -0.33 7.9 по показаниям вла-

5 94 94,41 -0.41 7,6 гомера Aquasearch

6 93 93,23 -0.23 7.6 6040

7 94 94.5 -0.50 7.6 тв-масса семян по

8 93 93,25 -0,25 7.5 результатам изме-

9 99 99,25 -0.25 8 рений на весах Ad-

10 92 99.81 -0.81 7,4 venturer.

Ср. 94.4 95.611 -0.511 7,67

R 8 7,22 1,42 0,6

а 2.503331 2.59036 0,425792 0.182878

V 0,026518 0,027093 -0.83325 0.023843

1 Семена 8,6 262 65 65.57 -0.57 5.1

2 свеклы 62 62.98 -0.98 4.8

3 столовой 65 65,26 -0.26 5

4 сорта 63 63.35 -0,35 4.9

5 Двусемянная 62 62.54 -0.54 4.7

6 ТСХА 65 65.76 -0,76 4.9

7 64 64.56 -0.56 4,9

8 66 66,83 -0.83 5

9 65 65,50 -0.50 4.9

10 64 64.35 -0.35 4.9

Ср. 64,1 64,76875 -0,57 4,91

R 4 4,29 0.72 0.4

а 1,37032 1,373551 0.228668 0,11005

V 0,021378 0,021207 -0,40117 0,022414

1 Семена 6.8 516 123 123.18 -0,18 9,9

1 арбуза 124 124.17 -0.17 10

3 сахарного 121 121,23 -0,23 9.7

4 сорта 122 122.15 -0,15 9.8

5 Малыш 123 123.26 -0.26 9,9

6 121 120.72 +0,28 9.6

7 123 123.78 -0,78 9.9

8 122 121.74 +0.26 9.8

9 121 120.93 +0,07 9,7

10 120 120.27 -0,27 9.6

Ср. 122 122.143 -0.143 9,79

R 4 3,9 1,06 0.4

о 1,247219 1.378889 0,304049 0,137032

V 0.010223 0.011289 -2,12621 0,013997

Таблица. 4. Электрофизические свойства семян огурца сорта Феникс.

N п/п Плотность Электриче- К=Ктах-Нтт

\У. % материала, г/см1 ская емкость, пФ А£иа-5сас11 6040 Новая емкость Примечание

1 5,30 0.589 9.80 1,55 2,18 Рост И для новой

2 6,95 0.590 10.48 4.33 3,90 емкости при влаж-

3 9,38 0,587 13,20 2,85 1,29 ности более 14 %.

4 10.13 0.585 14,18 2,58 2,37 Причина в сниже-

5 11.92 0,561 16,0 3,66 2.36 нии сыпучести се-

6 14.58 0.537 17,84 4,31 4,26 мян.

7 17.36 0,531 18,79 4,93 4.53

Таблица 5. Электрофизические свойства семян тыквы сорта Рекорд.

N п/п Плотность Электриче- К=Ктах-Ктт Примечание

V/, 9с материала, г/см' ская емкость, пФ А»иа-БеасИ 6040 Новая емкость

1 5.64 0.360 5,34 4.89 3,31 Нет явно выражен-

9 7.40 0,353 6,10 1,93 2,72 ного преимущества

3 10.63 0,354 8,07 3,05 1,38 формы промежу-

4 15,0 0,324 10,50 2,81 2,52 точной емкости.

5 15,83 0.320 10,13 2.0 1,96 что можно объяс-

6 14.90 0,323 9.67 3,28 4,45 нить соотношением

7 15.83 0.320 10.13 2.0 1,96 размеров семян ты-

8 18.26 0.328 11,50 3.45 3,78 квы и емкости (их близостью).

Таблица 6. Электрофизические свойства семян кабачка сорта Цукеша.

N п/п Плотность Электриче- Я=Ктах-11тш

\У. Чг материала, г/см'1 ская емкость, пФ Agua-БеасЬ 6040 Новая емкость Примечание

1 6.0 0,481 7,53 1,70 0,49 Здесь явное пре-

2 7,43 0,482 8,16 2,05 1,14 имущество новой

3 9,0 0,479 9,13 2,46 1,83 емкости, но начи-

4 10,23 0.476 10,26 2,99 1,74 ная с V/ > 15 % Я

5 11.3 0,470 11.23 2,37 1,66 возросло, что как и

6 12.23 0.469 12.0 1,88 1,47 в первом случае.

7 13,37 0,458 12,7 1.73 1,73 может быть объяс-

8 15,1 0,446 13.3 1.76 2,32 нено изменением сыпучести семян.

Данные таблиц свидетельствуют, что имеет место заметное снижение вариации параллельных определений влажности (Я) при использовании промежуточной емкости конусом вверх. Не было выявлено заметного преимущества этой емкости на семенах тыквы сорта Рекорд. Основная причина заключается в близости размеров семян и промежуточной емкости. Опыт проведен при 10-кратной повторности засыпок семян на каждом уровне влажности. Разница между максимальными и минимальными значениями дала оценку К. Для семян огурца сорта Феникс преимущества емкости 2 (конусом вверх) имеет место до влажности примерно 14 %. Выше указанного предела влажности вариация массы пробы в обеих емкостях растет, и различия нивелируются.

Далее приведены результаты изучения десорбции влаги семенами кабачка в широком диапазоне влажности. Оценка потерь влаги велась по изменению массы образца семян кабачка сорта Цукеша (см. табл. 7 и рис. 5). Семена с исходной влажностью XV = 5,9 % и массой 50 г были увлажнены до 37 %. Увлажненные семена были помещены в эксикатор для кондиционирования в течение 20 часов. По истечении указанного времени семена были извлечены из эксикатора, перемешаны и рассыпаны на мягкой ткани для удаления следов поверхностной влаги. Затем провели взвешивание семян на весах «Ас1уепШгег» японской фирмы «ОЬаиэ» и рассыпали монослоем на подложку из оргстекла, что исключало впитывание влаги поверхностью подложки. Через определенные промежутки времени взвешивали массу семян и по изменению массы определяли их влажность на каждый момент времени. Температура в помещении колебалась от 22 до 24 °С, ф от 42 до 46 %.

Суммарное время подсушки составило 12 часов. За это время влажность снизилась на 17,33 %. Получено уравнение аппроксимации:

= -0.1402т2 + 2.9913т + 1.388, согласно которому скорость влагоотдачи в первые 1,5 часа максимальна.

Таблица. 7. Изменение влажности целых семян кабачка сорта Цукеша в

Исходные характеристики семян Контролируемые параметры Результаты измерений

Влажност ь. % Масса семян, г Время подсушки семян, час.

До увлажнения После увлажнения До увлаж лаж-нения После увлаж лаж-нения 0,5 1,5 3,5 7,5 12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

5.9 37.0 50.0 20 79,35 Потеря влаги, % 1,70 6,80 10,56 15,18 17,33

Масса, г. 78,0 74,02 71,24 67,95 66,49

0 2 4 6 3 10 12 14

Время подсушки. tal.

Рнс. 5. Изменение влажности целых семян кабачка в лабораторных условиях

Литературные данные и проведенные нами исследования показывают, что семена семейства Тыквенные обладают высокой сорбцией. Это объясняется структурой семенной оболочки и высокой способностью белков, входящих в состав клеток семян, к поглощению влаги.

Сухие семена, влажностью 6,26%, были очищены (разделены) на оболочки и семена, с исходными значениями влажности, соответственно, 2,74% и 7,83%. Влажность оболочек и семян определяли на установке МА-30 при температуре сушки, равной 110°С.

Компоненты семян увлажнили с помощью пульверизатора из расчета 2-кратного увеличения влажности, затем поместили в эксикатор, наполненный на 14 объёма водой. На разделительную сетку были помещены семена и оболочки семян. Каждая компонента занимала половину площади разделительной сетки. Сверху эксикатор закрывали влажной тканью, мокрой газетой и крышкой. Компоненты аккуратно прямо в эксикаторе перемешивали и отбирали пробы для измерения влажности. Оставшиеся части вновь закрывали, как было описано выше. Дневная температура воздуха в помещении была 22-23,5°С и относительная влажность воздуха 42-46%. Динамика изменения влажности компонентов семян тыквы сорта Рекорд в процессе адсорбции влаги представлена на рис. бив таблице 8. В эксперименте определение влажности ядер выполнено с разрушением на 4 части. Поглощение воды идет достаточно быстро, особенно при повышенной температуре.

Продолжительность адсорбции час.

Рис. 6. Динамика изменения влажности компонентов семян тыквы сорта Рекорд в процессе адсорбции влаги: I- оболочками, 2-семенами.

Таблица 8. Динамика изменения влажности компонентов семян тыквы сорта Рекорд в процессе адсорбции влаги_

Контролируемые параметры Семя Оболочки

Исходная влажность. Результаты измерений, час. Исходная влажность, % Результаты измерений, час.

Время, час. - 2,5 12,0 22.0 24.0 42 - 2.5 12,0 22,0 24,0 42.0

Влажность. % 5.3 7.2 11,4 14.3 15.1 15,6 7,83 16.76 21.6 24,73 24,78 30.52

Установлено, что измельчение семян с использованием мельницы ЛЗМ в

диапазоне влажности до 16... 17% в течение 10-11 секунд для всех семян семейства Тыквенные давало наилучшие результаты по сходимости измерений как на инфракрасной установке, так и на СЭШ-ЗМ, и обеспечивало наилучшую воспроизводимость между данными методами определения влажности. Кроме того, применение в методике ГОСТ 12041-82 измельчения семян с использованием мельницы вместо разрезания позволяет снизить дисперсию параллельных определений и влияние потерь влаги при подготовке семян к анализам на конечный результат оценки влажности (табл. 9, 10).

Таблица 9. Сходимость измерений влажности семян овощных культур на инфракрасной

термогравиметрической установке

Культура, сорт Температура сушки, "С Способ подготовки семян Оценка влажности %) и продолжительности измерений (1. мин.) Оценка сходимости измерений, % И 1, мин.

Повторность

1 II III

1 2 3 4 5 6 7

Огурец Феникс 120 Измельчение 10... 11 сек. 6,46 6,43 6,34 0,12

5,3 5.8 5,3 0,5

ПО Измельчение 10... 11 сек. 6.28 6.13 6,16 0,15

6,1 5,6 5,5 0,6

Кабачок Цуке-ша 120 Измельчение 15 сек. 8,20 8.52 8,19 0,33

5,0 5,8 5,0 0,8

110 Измельчение 10... 11 сек. 6,93 7,20 6,93 0,27

5,5 6,1 5,3 0,8

Тыква крупноплодная Рекорд 120 Измельчение 10... 11 сек. 6.92 6,77 6,76 0,16

5.8 5,3 5,8 0,5

Редис Софит 120 Измельчение 10... 11 сек. 5,41 5.31 5,39 0,10

6,0 5,0 5,6 1,0

В столбцах 4,5,6,7 таблицы в числителе дана оценка влажности, а в знаменателе — продолжительность измерений. Исследования по оценке сходимости измерений на ИЬС - влагомере выполнены с использованием семян кондиционной влажности. Это ограничило влияние изменений условий в лабораторном помещении на подготовку навесок к проведению измерений.

Таблица 10. Оценка результата и измерений влажности, полученные по ГОСТ 12041-82 и ИК - влагомере

Культура Оценка влажности, % Воспроизводимость, % Примечания

ГОСТ 12041-82 ИК-нлагомер, \Уик \Vi-W2 \V2-WHK

С измельчением по стандарту, \У| Размол на мельнице, \У2

1 2 3 4 5 6 7

Огурец 6.20 10,84 14,80 6,31 11,22 15,36 6,26 11,40 15,53 0,11 0,38 0,56 0,05 0,18 0,17 Эксперименты выполнены при температуре в поме-

Кабачок 6,94 7,10 7,23 0,16 0,13 щении

10,42 10,86 10,64 0,44 0,22 22...26(,С и

15,30 15.89 16,13 0,59 0,24 относительной

влажности

воздуха от 38

до 65%.

Данные таблицы позволяют отметить увеличение (столбец 5) оценок влажности семян огурца и кабачка при размоле в отличие от разрезания семян вручную, что является следствием снижения потери влаги при подготовке 5 граммовых навесок, согласно стандартному методу. Размол семян в течение 10... 11 секунд обеспечил хорошую воспроизводимость определений влажности рассматриваемых методов (столбец 6). Для семян кондиционной влажности, кроме арбуза и тыквы, продолжительность измельчения может быть снижена до 5...7 секунд.

В таблице 11 приведены оценки влажности, полученные при разной продолжительности измельчения семян дыни.

Таблица 11. Результаты измерений влажности семян дыни сорта Золотистая в зависимости от продолжительное™ измельчения

Контролируемые параметры Продолжительность измельчения, сек.

7 12 17 22

% 15,67 14,62 13,97 13,42

1, мин. 7.7 6.9 5,8 7,7

Как видно из таблицы, с увеличением продолжительности измельчения по причине потерь влаги результаты измерений влажности снижаются.

Для оценки влияния гранулометрических параметров семян на результаты измерений влажности семена редиса кондиционной влажности массой 100 г были разделены на решетном классификаторе на 4 фракции (табл. 12). В процентном отношении фракция с размерами 2,0...2,5 мм составила 46,4 %, фракция с размерами 2,5...3,0 мм -40,1 %, а фракции менее 1,7 мм и более 3,0 мм составили 13,5 % (7,0% и 6,5 % соответственно).

Таблица 12. Исследование влияния гранулометрических параметров семян на результаты измерение влажности в установке МА-30

Культура, сорт Температура сушкп."С Контролируемые параметры Размеры семян, мм

Менее 1,7 От 2,5 до 2.0 От 3,0 до 2.5 Более 3,0

Редис Софит 110 XV 3,84 3,60 3,57 3,41

1 12,0 9,3 11,0 12,0

От 1,4 до 1.6 От 1.6 до 1,7 Более 1,7 -

Огурец Феникс 120 V; 4,39 4,29 4,18 -

1 10.0 8,7 9.8 -

Из таблицы 12 следует, что крупность семян влияет на содержание в них влаги. Поэтому оправдано в ряде емкостных влагомеров наличие градуировок на мелкие и крупные семена.

Фракции мелких семян имеет более высокую влажность, чем фракции крупных. Результаты измерений ни одной из фракций не дали удовлетворительной воспроизводимости со стандартным методом (5,36 %). Измельчение в течение 10 секунд без последующего анализа измельченной массы обеспечило сходимость измерений влажности 0,10% и высокую воспроизводимость полученного результата с методом определения на СЭШ-ЗМ, равную 0,29%.

По аналогичной методике были разделены на фракции семена огурца сорта Феникс. Фракции с толщиной семян от 1,4 мм до 1,6 мм и от 1,6 до 1,7 мм составили 94% всей массы образца, равной 100 г, и только 6% составили семена с толщиной более 1,7 мм. Результаты измерений влажности целых семян огурца позволяют отметить, что существенного различия между ними нет. Это отражает высокую гомогенность исследуемой порции семян.

Изучение влияния массы пробы на результаты измерений влажности провели на образцах материалов с высокой гомогенностью гранулометрического состава (табл. 13).

Семена огурца и моркови не подвергали измельчению. Мука пшеничная получена путем измельчения на мельнице ЛЗМ в течение 60 секунд с последующим просеиванием через сито с диаметром отверстий 1,0 мм. Не прошедший сито остаток, < 1 %, не использовали в эксперименте.

Семена дыни сорта Золотистая также были размолоты в течение 40 секунд с последующим просеиванием через сито с диаметром отверстий 1,0 мм.

Данные таблицы 13 свидетельствуют о том, что результаты измерений влажности зависят от массы контролируемой пробы, поэтому важно не только выбрать режим сушки, исключающий деструкцию материала, но и массу пробы, чтобы достигнуть наилучшей воспроизводимости измерений со стандартным методом. При массе пробы менее 1,0 г процесс сушки идет неустойчиво -излучатель установки работает в колебательном режиме.

Таблица 13. Влияние массы пробы на результаты измерений влажности на инфракрасной термогравиметрической установке МА-30

Культура, сорт Температура сушки,' С Контролируемые параметры Результаты измерений

Масса пробы, г

1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0

Огурец Феникс 110 \У, % 3,56 3,96 4,31 4,61 5,14 5,47

1, мин. 8,0 9,3 9,8 11,0 11,6 11,5

Капуста Амагер 611 90 VI, % - 2,98 - 3,43 4,21 4,23

С, мни. - 7,7 - 10,5 16,7 15,0

Дыня Золотистая 110 % 6,74 6,97 6,83 6,62 - -

1, мин. 4,5 5,0 5.3 6,0 - -

Масса проб измельченных семян покрывает всю площадь чашки анализатор (диаметр равен 90 мм) толщиной 1,4-1,6 мм. Не измельченные семена создают монослой в поле сушки. Таким образом, масса проб измельченных семян, равная 3,0 г, может быть принята для проведения измерений на ИК-анализаторе МА-30. Для целых семян масса пробы, создающая монослой на площади чашки анализатора МА-30, составляет 5 г.

Таким образом, метрологические характеристики (погрешность и продолжительность измерений) ИК-термогравиметрических влагомеров в определяющей степени зависит от качества подготовки семян к анализу. Именно эта операция позволяет свести к минимуму погрешности, вызываемые гетерогенностью и анизотропией строения семян.

В 4-й главе «Разработка метода определения влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках» обосновано применение ИК - влагомеров для повышения эффективности оперативного управления при производстве семян, рекомендованы процедуры определения влажности без предварительного подсушивания, а также с предварительным подсушиванием семян овощных культур.

Управление производством семян овощных культур по критериям качества становится основой современного менеджмента. Это требует опираться на объ-

ективную информацию, чем и объясняется растущая потребность быстродействующих приборов для определения влажности, температуры семян, а также влажности и температуры воздушной среды.

На отечественном рынке насчитывается более 3-х десятков влагомеров зерна и семян сельскохозяйственных культур. И, тем не менее, в овощеводстве продолжает доминировать трудоемкий и длительный воздушно-тепловой метод на базе применения сушильного шкафа. Результатом исследований свойств семян овощных и бахчевых культур, как объекта определения влажности, стало обоснование целесообразности и разработка рекомендаций по применению в этих целях инфракрасных термогравиметрических установок (ИК-влагомеров). ИК-влагомеры универсальны, обеспечивают достаточно высокую точность и быстродействие, несложны в эксплуатации.

Следуя разработанным рекомендациям, применение ИК-влагомеров позволит повысить эффективность оперативного управления при производстве семян, что обеспечит повышение их качества, снижение потерь и энергозатрат на сушку.

Выводы

1. Анализ основных технологических процессов производства семян овощных культур показал, что оперативная информация о влажности семян является определяющим фактором обеспечения качественного ведения технологических операций.

2. Сравнение характеристик существующих влагомеров показал, что они разработаны в основном для зерновых культур, тогда как в сельскохозяйственном производстве необходимо определять влажность семян нескольких десятков овощных культур с резкими отличиями в физико-механических свойствах. Существующие средства контроля влажности являются неудовлетворительными по точности измерения. Повышение точности измерения влажности вызвано необходимостью совершенствования метода контроля этого параметра в технологии производства семян овощных культур.

3. Получены данные о электрофизических свойствах ряда семян овощных культур. Исследования, выполненные на семенах семейства Тыквенные, показали большую зависимость геометрических параметров семени от содержания влаги. Изучены процессы адсорбции и десорбции.

4. Установлено, что наиболее целесообразным методом устранения выявленных мешающих факторов и повышения на этой основе точности измерения влажности является изменение свойств объекта измерения. Исследован способ измерения влажности, включающий предварительное измельчение семян. В работе сформулированы основные требования к условиям измерения. Основываясь на результатах выполненных исследований и следуя предлагаемой в работе процедуре проведения измерений влажности, удается достигнуть повышения достоверности измерений влажности семян овощных культур стандартизованным методом.

5. В результате корреляционного анализа, проведенного между электрическими и физическими показателями, подтверждено, что показатели, связанные с неоднородностью семян, оказывают наиболее сильное (после влажности) влияние на электрические характеристики.

6. Использование предложенной промежуточной емкости для засыпки семян в датчик позволяет заметно снизить вариацию параллельных определений влажности на влагомере АяиаяеагсЬ Туре-6040.

7. На основе полученных результатов исследований разработаны «Методические рекомендации по определению влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках», что позволило расширить практическое применение инфракрасных термогравиметрических влагомеров (установок) в оперативном управлении технологическими процессами при производстве семян овощных культур.

Практические рекомендации

Рекомендуется применять разработанную методику при работе на ИК-установках, а новую промежуточную емкость для электрических влагомеров с

коаксиальным первичным измерительным преобразователем - при определении влажности в технологических целях на этапах уборки, обработки и хранения семян в хозяйствах Российской Федерации.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Павлов В. Л. Научные и технические решения задач влагометрии. /В. Л. Павлов, Е. Ю. Колесникова // Доклады ТСХА. - М.: ТСХА, 2006. - № 278. - С. 280.

2. Павлов В. Л. Совершенствование технических средств для определения влажности семян овощных культур // IX международная научно-практическая конференция. Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве: Сб. докл. IX междунар. науч. - практ. конференции. Часть 2. -Углич, - 2006. - С. 321.

3. Павлов В. Л. Влагометрия семян овощных культур // Международная научно-практическая конференция. Инновационные технологии в сельском хозяйстве и семеноводстве сельскохозяйственных культур: Материалы конференции. - М„ - 2006. - Том 2. - С. 225.

4. Павлов В. Л. Состояние и тенденции в развитии влагометрии сельскохозяйственных материалов / Ю. П. Секанов, В. Л. Павлов // III Международная Научно-практическая Конференция. Современные энергосберегающие тепловые технологии (Сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ-2008. - М.: Изд-во ВИМ, 2008. - С. 372.

5. Павлов В. Л. Содержание сухих веществ в плодах томата в зависимости от качественных и количественных признаков / И. Ю. Кондратьева, В. Л. Павлов // Журнал «Картофель и овощи».- 2009,- № 5.-С. 21.

6. Павлов В. Л. Методические рекомендации по определению влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках. / Ю. П. Секанов, Л. В. Павлов, И. В. Шестаков, В. Л. Павлов, Д. С. Колесников -М„ 2009, - 26 С.

Всрстка н печать: ООО «Полиграф Плюс». 1430X0. Московская область, Одинцоиский район, д.п. Лесной городок, ул. Вокза.1ькая. д. 28 тел: (495) 5У7-4Х-М. (495) 597-48-68 Подписано в печать 20.11.2<Х)9 г.. тираж 1(К) эк*

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Павлов, Василий Леонидович

Введение '

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований

1.1. Приоритетные параметры оперативного контроля и управления технологическими процессами при производстве семян овощных культур

1.2. Методы и технические средства для измерения влажности зерна и семян сельскохозяйственных культур

1.2.1 .Состояние влагометрии семян овощных культур 18 1.2.2. Отечественный рынок технических средств измерения влажности зерна и семян

1.3. Цель и задачи исследований

Глава 2. Методика проведения экспериментальных исследований

2.1. Методика проведения исследований

2.2. Измерительная аппаратура

Глава 3. Экспериментально-теоретическое исследование электрофизических свойств семян овощных культур

3.1. Основные физические свойства семенного материала

3.2. Разработка модели электрической емкости семян кабачка Цукеша

3.3. Требования к емкостному датчику для измерения влажности семян овощных культур

3.4. Исследование влияния формы промежуточной емкости 51 3.5 Исследование свойств семян как объекта определения влажности на инфракрасных термогравиметрических установках (влагомерах) 62 3.5.1.Исследование влагоотдающей способности семян семейства тыквенных 62 3.5.2,Оценка сорбционных свойств семян

3.5.3. Влияние способа подготовки навесок семян на результаты опреде- 66 ления влажности по ГОСТ 12041

Глава 4. Разработка метода определения влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках

4.1. Исследование влияния структуры семян на результаты измерения влажности

4.2. Определение влажности без предварительного подсушивания

4.3. Определение влажности с предварительным подсушиванием

4.4. Зависимость результатов определения влажности на установке МА

30 от режима (температуры) сушки

4.5. Технико-экономическая эффективность применения нового прибора для измерения влажности семян овощных культур

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Совершенствование метода и технических средств контроля влажности семян овощных культур"

Управление производством семян овощных культур по критериям качества становится основой современного руководства (менеджмента). Это требует от производителя в принятии управленческих решений опираться на объективную информацию, чем и объясняется растущая востребованность в быстродействующих приборах для определения влажности, температуры семян, а также влажности и температуры воздушной среды.

Анализ процессов производства семян овощных культур с использованием метода их компиляции на функциональные блоки, генерирующие информацию о состоянии объекта воздействия под влиянием управляемых и неуправляемых факторов, показал, что важность семян является важнейшим параметром, лежащим в основе принятия оперативных решений практически на каждой из технологических операций.

На отечественном рынке насчитывается более 3-х десятков влагомеров зерна и семян сельскохозяйственных культур. И, тем не менее, в овощеводстве продолжает доминировать трудоемкий и длительный воздушно-тепловой метод на базе применения сушильного шкафа. Результатом исследований свойств семян овощных и бахчевых культур стало обоснование целесообразности и разработка рекомендаций по применению в этих целях инфракрасных термогравиметрических установок (ИК - влагомеров). ИК - влагомеры универсальны, обеспечивают достаточно высокую точность и быстродействие, несложны в эксплуатации.

Применение ИК - влагомеров позволит повысить эффективность оперативного управления при производстве семян, что обеспечит повышение их качества, снижение потерь и энергозатрат на сушку.

Цель диссертационной работы — совершенствование метода и технических средств оперативного контроля влажности семян овощных культур.

Достижение поставленной цели основывается на решении следующих задач:

- На основе изучения технологий производства семян овощных культур определить приоритетные параметры оперативного контроля и управления технологическими процессами;

- Провести анализ отечественного рынка влагомеров для зерна и семян овощных культур;

- Изучить электрофизические свойства семян как объектов измерения влажности и предложить рациональные способы повышения метрологических характеристик, используемых для определения данного параметра технических средств;

- Дать оценку влияния подготовки семян на результаты определения влажности стандартизованным методом (ГОСТ 12041-82);

- Изучить влияние дисперсности и структурной неоднородности семян на метрологические характеристики (погрешность, продолжительность измерений) инфракрасных термогравиметрических влагомеров и подготовить предложения по их практическому применению в овощеводстве.

Объектом исследования являются методы измерения влажности семян овощных культур в технологических процессах их производства, а предметом -семена тыквы, кабачка, огурца, дыни, арбуза, редиса, капусты, лука, моркови, свеклы столовой.

Научную новизну составляют:

- обоснование технико-экономической целесообразности применения инфракрасных термогравиметрических установок (влагомеров) для измерения влажности семян овощных культур, выполненное на основе анализа технологий их производства и рынка влагомеров;

- условия измерений: температурные режимы, требования к диспергированию, массе навески и толщине слоя материала, обеспечивающие наилучшую воспроизводимость результатов измерений влажности инфракрасными установками (ИК-установками) и стандартизованным воздушно-тепловым методом по ГОСТ 12041-82;

- электрофизические свойства семян тыквенных культур как объекта измерения влажности электрическими и термогравиметрическими влагомерами.

Новизна научных результатов подтверждена в «Методических рекомендациях по определению влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках» (2009 г.)

Практическая ценность работы:

- предложен способ изменения подготовки семян овощных культур при определении влажности стандартизованным методом по ГОСТ 12041-82;

- разработаны рекомендации по определению влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках с низкотемпературными источниками излучения;

- изучены электрофизические свойства семян семейства Тыквенные, позволяющие обоснованно подходить к выбору метрологических и конструктивных параметров электрических влагомеров;

- предложена форма промежуточной емкости, используемой для свободной засыпки семян в электрических влагомерах с коаксиальным первичным измерительным преобразователем.

Положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Приоритетные параметры оперативного контроля и управления технологическими процессами при производстве семян овощных культур.

2. Методы и технические средства для измерения влажности семян овощных культур.

3. Результаты исследований электрофизических свойств семян овощных культур.

4. Оценка влияния подготовки семян на результаты определения влажности стандартизованным методом по ГОСТ 12041-82.

5. Влияние дисперсности и структурной неоднородности семян на метрологические характеристики (погрешность, продолжительность измерений) инфракрасных термогравиметрических влагомеров

6. Влияние предложенной формы емкости на результаты измерений влажности на влагомере АциаБеагсЬ Туре-6040.

Исследования проведены с соблюдением положений действующих нормативных документов по оценке влажности семян овощных культур. Все выводы и предложения подтверждены результатами экспериментальных исследований и статистической обработки полученных данных.

Заключение Диссертация по теме "Овощеводство", Павлов, Василий Леонидович

Выводы

1. Анализ основных технологических процессов производства семян овощных культур показал, что оперативная информация о влажности семян является определяющим фактором обеспечения качественного ведения технологических операций. Диапазон измерения влажности охватывает интервал от 5.6% до 45.50%.

2. Установлено, что существующие влагомеры отградуированы в основном для зерновых культур, тогда как в сельскохозяйственном производстве необходимо определять влажность семян нескольких десятков овощных культур с резкими отличиями в физико-механических свойствах. Кроме того, их диапазон измерений, как правило, не превышает 20. .22 %.

3. Получены данные о влиянии электрофизических свойств семян овощных культур на метрологические характеристики емкостных и ИК-термогравиметрических влагомеров. Исследования, выполненные на семенах семейства Тыквенные, показали большую зависимость их геометрических параметров от содержания влаги, что необходимо учитывать при выборе конструктивных параметров датчиков электрических влагомеров.

4. На основании выполненных исследований интенсивности адсорбции и десорбции компонентов семян предложена методика определения влажности, позволяющая достигнуть повышения достоверности измерений влажности стандартизованным методом (ГОСТ 12041-82).

5. Показана целесообразность использования ИК-влагомера в технологии производства семян овощных культур. Обоснованы режимы сушки, массы навески, толщины слоя семян, обеспечивающих наилучшую воспроизводимость на ИК-влагомере и по ГОСТ 12041-82.

6. Использование предложенной промежуточной емкости для засыпки семян в датчик позволяет заметно снизить вариацию параллельных определений влажности на влагомере со свободной засыпкой Aquasearch Туре-6040.

7. Результаты исследований свойств семян овощных культур нашли отражение в «Методических рекомендациях по определению влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках», что позволяет расширить их практическое применение в оперативном управлении технологическими процессами при производстве семян овощных культур.

Практические рекомендации

Рекомендуется применять разработанную методику при работе на ИК-установках, а новую промежуточную емкость для электрических влагомеров со свободной засыпкой при определении влажности в технологических целях на этапах уборки, обработки и хранения семян в хозяйствах Российской Федерации.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Павлов, Василий Леонидович, Москва

1. Агейкин Д. И., Костина Е. Н., Кузнецова Н. JL Датчики контроля и регулирования. Справочные материалы. -М.: Машиностроение, 1959.

2. Адлер Ю. П. Введение в планирование эксперимента. М.: 1969 г.

3. Агротехника полевых культур (Под ред. И. В. Якукина и H.A. Майсуря-на.)- М.: Изд-во сельхоз. литературы 1959.

4. Артемьев Б. Г., Голубев С. Н. Справочное пособие для работников метрологических служб. — М.: Издательство стандартов, 1986.

5. Баталин М.Ю. Экспериментально-теоретическое обоснование основных параметров полевого влагомера зерна и семян сельскохозяйственных культур: Автореф. дис. канд. техн. наук.- Минск, 1982.

6. Берлинер М. А. Электрические методы и приборы для измерения и регулирования влажности. M.-JL: Гоэнергоиздат, 1960.

7. Берлинер М. А. Измерение влажности. М.: Энергия, 1973.

8. Берлинер М. А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование влажности. М. — JL: Энергия, 1965.

9. Бурдун Г. Д., Марков Г. Н. Основы метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1985.

10. Ю.Боднар Г. В., Лавриненко Г. Т. Зернобобовые культуры. — М.: Колос, 1977.11 .Вапник М. А. Влияние гранулометрического состава материала и способа его засыпки на емкость конденсаторного датчика. — Заводская лаборатория, 1967. № 2.

11. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментальных исследований и обработки опытных данных. 3-е изд., доп. и перераб. М.: Колос 1973 г.

12. Венедиктов М. В. Новые разработки ВНИИАП в области измерения влажности твердых материалов. Приборы и системы управления, 1974. №9.

13. М.Горячкин В. П. Собрание сочинений. М.: Колос, 1968. -Т. 1. - С. 211217.

14. ГОСТ 12041-82. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения влажности. М.: Издательство стандартов, 1982.

15. ГОСТ 12036-85. Семена сельскохозяйственных культур. Правила приемки и методы отбора проб.

16. ГОСТ 28676.8-90. Семена овощных, бахчевых культур, кормовых корнеплодов и кормовой капусты. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение

17. Гуляев Г. А. Методические рекомендации по технико-экономической оценке систем автоматизации предприятий послеуборочной обработки зерна.- М.: ВИМ, 1975.

18. Грузинов В.П. Экономика предприятия (предпринимательская). М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002.

19. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985 г.

20. Джемелла В.В., Пустынников В.Г. О некоторых общих свойствах датчиков влагомеров зерна со свободной засыпкой. -Приборостроение-1966.

21. Дубров Н.С., Кричевский Е.С., Невзлин Б.И. Многопараметрические влагомеры для сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1980.

22. Егоров Г. А. Влияние распределения влаги на показания электровлагомеров. -М.: ЦИНТИ Госкомзак, 1968.

23. Жинов М. X. Предпосевная подготовка семян. -М.: 2002.

24. Звягин С.Д. Электрический влагомер для измерения влажности жидких, сыпучих и твердых веществ и емкостные датчики нового типа // Приборы и элементы автоматики. JL, 1962.

25. Измеритель добротности Е 4-11. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

26. Иоссель Ю.Я., Кочанов Э. С., Струнский М. Г. Расчет электрической емкости. — Л.: Энергия, 1969.

27. Кричевский Е. С., Галушкин С. С. О методе оптимального уплотнения контролируемого материала в датчиках влажности. Инженерно-физический журнал, 1974.

28. Колде Я. К. Практикум по теории вероятностей и математической статистике: Учебное пособие для техникумов. — М.: Высшая школа, 1991.

29. Карпов Б. А. Уборка, обработка и хранения семян. М.: Россельхозиз-дат, 1974.

30. Консон A.C. Экономика приборостроения: Учебник для приборостр. Специальностей.- М: Высшая школа, 1980.

31. Кузьмин В.Н. Справочник молодого механизатора овощевода. М.: 1975 г.

32. Коренев Г.В., Тарасенко А.П. Прогрессивные способы уборки и борьба с потерями урожая: Учеб, пособие для руковод. кадров сельского х-ва. -М.: Колос, 1977.

33. Кулешов H.H. Агрономическое семеноведение. М.: изд-во с-х. литературы, журналов и плакатов, 1963.

34. Левина Н. С., Секанов Ю. П. К методике исследования электрических емкостных влагомеров зерна. В кн.: Автоматизация производственных процессов в полеводстве: Сб. научных трудов. ВНИИ механизац. Сельского хозяйства. - М.: ВИМ, 1977, т. 77.

35. Левина Н.С., Секанов Ю.П., Попова Л.Н. Об эффективности компенсации мешающих факторов в емкостных влагомерах // Труды ВИМ.-М., 1985.

36. Лудилов В. А. Семеноведение овощных и бахчевых культур. М., ФГНУ Росинформагротех, 2005 г.

37. Лыков A.B. Теория сушки.- М.: Энергия, 1968.

38. Машины для механизации селекционно-семеноводческих работ в овощеводстве. М.: 2005 г.

39. Мамбиш И-С.Е., Кормаков Б. С., Загинайлов В. И. Исследование электрических свойств зерновой массы при воздействии постоянного и переменного тока низкой частоты. В кн.: Автоматизация производственных процессов в растениеводстве - М.: 1975.

40. Методические рекомендации по использованию емкостных влагомеров в сельском хозяйстве. М.: ВИМ, 1981.

41. Методические указания по семеноведению овощных культур. М.: ВНИИССОК, 1985.

42. Меренбах. Я. Ф. К оценке комплексного воздействия факторов на диэлектрическую проницаемость сельскохозяйственных материалов. Научные труды УСХА. Киев, 1982.

43. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ЦНИИПИТЭИ, 1978.

44. Метсыоз Дж. Конструкция емкостного влагомера для сельского хозяйства. -М.: 1974.

45. Малько А. М. Службе сортового и семенного контроля Российской Федерации -125 лет // Инф. бюл. Минсельхоза Р.Ф., М.: № 3-4.-2003.

46. Молостов А. С. Методика полевого опыта. — М.: Колос, 1966.

47. Нетушил А. В., Поливанов К. М. Основы электротехники. Ч. 3. Теория электромагнитного поля. -М. — Л.: ГЭИ, 1956. -С. 36-38.

48. Олоничев В. В., Хетагуров А. Д. Методика исследования электрофизических свойств сельскохозяйственных продуктов. Сб. трудов ЧИМЭСХ. Челябинск, 1985.

49. Павлов В.Л., Колесникова Е. Ю. Научные и технические решения задач влагометрии. Доклады ТСХА. М.: ТСХА, 2006. - № 278.

50. Павлов В.Л. Влагометрия семян овощных культур // Международная научно-практическая конференция. Инновационные технологии в сельском хозяйстве и семеноводстве сельскохозяйственных культур: Материалы конференции. М., - 2006. - Том 2.

51. Павлов В.Л., Кондратьева И.Ю. Содержание сухих веществ в плодах томата в зависимости от качественных и количественных признаков. Журнал «Картофель и овощи».Рекомендован ВАК РФ- 2009.- № 5.

52. Павлов В.JI. и др. Методические рекомендации по определению влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках. М., 2009.

53. Павлов Л. В., Вершинин Ю. А., Токарев П.Н., Павлов В. Л. Технология двухфазной уборки лука-севка с использованием гидросортировки. Доклады ТСХА, выпуск 277.-М., 2005.

54. Патент № 2102731 РФ. G 01 N 22/04. Датчик поточного влагомера. Се-канов Ю.П., Пугачев П.М, Гойхман Г.М.- 1998.

55. Патент № 2060638, устройство для предварительного определения всхожести семян, Россия 1996 г.

56. Проспект фирмы «Dickey-John», США.

57. Проспект фирмы «Farmcomp OY», Финляндия.

58. Проспект фирмы «Kett», Япония.

59. Пивоваров В. Ф., Кононков П. Ф. Методические указания и рекомендации по семеноведению и семеноводству овощных и бахчевых культур. -М., ВЫПИСОК, 1999.

60. Программа развития семеноводства овощных и бахчевых культур Россини на 2009-2020 гг. Москва ВНИИО 2009 г.

61. Плоткин Я.Д. Экономика качества и надежности измерительных приборов. — М., Изд-во стандартов, 1976.

62. Птицын С.Д., Кабанов В. Ф. Физические основы влагопереноса в семенах с.-х. культур. ВНИИ механизации с.-х. М.: ВИМ, 1978, вып. 35.

63. Ройфе B.C. Об одном из способов автоматической компенсации влияния диэлектрических потерь при измерении влажности материалов в переменном электрическом поле. Приборы и системы управления, 1967, № 5.

64. Секанов Ю.П., Галицын С.А., Пугачев П.М. Рекомендации по применению влагомера кормов Электроника ВЛК-01.-М.: ВИМ, 1986.

65. Секанов Ю.П. Влагометрия сыпучих и волокнистых растительных материалов. -М.: ВИМ, 2001.

66. Секанов Ю. П., Тамиров М. Л. Автоматизация и приборное оснащение технологических процессов в растениеводстве. М.: ВНИИТЭИ Агро-прома, 1986.

67. Секанов Ю. П. Контроль влажности зерна в колхозах и совхозах. М.: Знание, серия Сельское хозяйство, №8, 1977.

68. Секанов Ю. П. О состоянии развития науки и практики в области влаго-метрии сельскохозяйственных материалов. Информационный бюл. Сельскохозяйственное приборостроение, № 1(30).-М.: МСХ СССР, 1981.

69. Секанов Ю. П. Научное обоснование исходных требований к приборам для контроля технологических процессов в растениеводстве. Измерительная и вычислительная техника в управлении производственными процессами в АПК. (Тезисы докладов. Ч 1). -Л., 1988.

70. Секанов Ю. П. Разработка средств измерений влажности зерна. Доклады РАСХН. 1997.

71. Секанов Ю. П. Типаж влагомеров для зерна. Актуальные вопросы послеуборочной обработки и хранения зерна. (Труды ВИМ т. 53. Ч. 1).-М., 1974.

72. Секанов Ю. П. Научные и технические решения проблемы влагометрии зерна и кормов в процессе их производства: Автореф. дис. докт. техн. наук.-М.: 2000 г.

73. Секанов Ю. П., Пугачев П. М., Левина Н. С., Шалаева Л. А. Научные основы развития технической базы информационного обеспечения технологических процессов в растениеводстве. Техника в сельском хозяйстве. 2004. - № 6.

74. Смирнов Н. В., Дунин Борковский И. В. Краткий курс математической статистики для технических приложений. - М.: Физматизд, 1959.

75. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения качества. -М.:1991 г.

76. Строна И. Г. Общее семеноводство полевых культур. М.: Колос, 1966.

77. Семена овощных и бахчевых культур, кормовых корнеплодов и кормовой капусты. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия. Национальный стандарт Р.Ф. ГОСТ Р 52171-2003. М.: Издательство стандартов, 2004.

78. Сушка, очистка и сортирование семян. Ярославль, книжн. изд-во, 1962.

79. Технологии механизированного производства семян овощных культур (Под редакцией Пивоварова В. Ф. и Павлова Л. В.). М.: ВНИИССОК, 2001.

80. Кричевский Е.С., Бензарь В.К., Венедиктов М.В. и др. Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов,-М.: Энергия, 1980.

81. Типовая операционная технология и правила произвоства механизированных полевых работ. М.: Бюро техн. информации ГОСНИТИ, 1968.

82. Турчин А. М., Новицкий П. В., Левшина Е. С. Электрические измерения неэлектрических величин. Л.: Энергия, 1975.

83. Ульрих Н. Н. Научные основы очистки и сортирования семян. М.-Л.: Издательство ВАСХНИЛ, 1937.

84. Филиппов PJL, Малков В.А. Влагомер сыпучих материалов и продуктов // Информ. листок. ЦНТИ Челябинск, 1984.

85. Федоткин И. М., Клочков В. Н. Физико-технические основы влагомет-рии пищевой промышленности, Техника, 1974.

86. Якунин А.С., Малорацкий Л.Г., Бер А.Ю. Применение СВЧ техники в сельском хозяйстве // Зарубежная радиоэлектроника- 1978.

87. William Н., Saul A. Teukolsky, William Т. Vetterling, and Brian P. Flannery. Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing. 2nd ed. New York: Cambridge University Press, 1992.

88. McCall, Robert B. Fundamental Statistics for the Behavioral Sciences. 5th ed. New York: Harcourt Brace Jovanovich, 1990.

89. Devore, Jay L. Probability and Statistics for Engineering and the Sciences. 4th ed. Wadsworth Publishing, 1995.

90. George E.P., William G. Hunter, and J. Stuart Hunter. Statistics for Experimenters: An Introduction to Design, Data Analysis, and Model Building. New York: John Wiley and Sons, 1978.

91. Rich Flaugh. Ntep's grain moisture meter program and its effect on your operation.-U.S. 1998.

92. Nelson S. O., Stetson L. E. Frequency and moisture dependence of the dielectric properties of hard red winter wheat. J. agric. Engng. Res., 1976, vol. 21, № 2.

93. Jones L., Harris С. E. Plaut and swath limits to tring. In: Proceedings of a Conference on forage conservation in 80 s British Grassland Socity, Hurley, Maidenhead, 1980.

94. Jones A, Lewis M.C. Annual Report, The Grassland Research Institute, 1978.

95. West R. A forage moisture meter development and evaluation. Agr. Engi-neer.-1978. -Vol. 33, № 1.

96. Sanders I. D., Ceosby C. J. Moisture tests of grain and small seed. -N. Z. J. of Agricultural, 1964, vol. 108, № 1.

97. Stevens G. N., Hughes M. Moisture meter performances in field and laboratory. J. Agric. Eng. Res., 1966, vol. 11, № 3.

98. Joffe A., Clarke B., Small I., G. C. The determination of moisture in seed with special reference to the Marcony electrical conductance method. I. Maize S. Afr. J. Agr. Sci, 1964, vol. 7, № 2.

99. Mart G. R., Golumbic C. The use of electronic moisture meters for determining the moisture content of seeds. Proc. Int. Seed. Test As., 1966, vol. 31, № 2.

100. Zoerb G. C. Physical properties of wheat for moisture content determination: ASAE paper № 70-363. St. Ioseph Mich, 1970.

101. Coleman D. A., Boerner E. G. The Brown-Dunel moisture tester and how to operate it. USDA bull. № 1375. -Washington, 1927.

102. Three grain moisture meters. Farm mechanization, 1964, vol. 16, № 181.

103. Monteith J. L. Evaporation and environment. Symposium of the society for Experimental Biology, vol. 19, 1965.

104. Sokal, Robert R., and F. James Rohlf. Biometry: The Principles and Practice of Statistics in Biological Research. 2nd ed. New York: W. H. Freeman, 1995.7/э ¡-1А * Ы Ч Л

105. Утверждаю: Директор ВНИИ селекции и семеноводства овощных• культур Пивоваров В. Ф.л,.' 2009 г.V1. СПРАВКА

106. О внедрении результатов научных исследований, полученных аспирантом

107. Заведующий отделом стандартизации, метрологии1. В. Л. Павловым.и механизации, д. с.-х. наук, профессор