Сенчук Микола Миколайович. Обгрунтування основних параметрів і розробка технічних засобів для переробки вермикомпосту

Короткий опис

Сенчук Микола Миколайович. Обгрунтування основних параметрів і розробка технічних засобів для переробки вермикомпосту: дис... канд. техн. наук: 05.05.11 / УААН; Національний науковий центр "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства" (ННЦ "ІМЕСГ"). - Глеваха, 2004

Сенчук М.М. Обгрунтування основних параметрів і розробка технічних засобів для переробки вермикомпосту. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. - Національний науковий центр Інститут механізації та електрифікації сільського господарства” Української академії аграрних наук, смт Глеваха, 2004.
Дисертація присвячена питанням механізації переробки вермикомпосту для отримання біогумусу і біомаси дощових черв’яків. У роботі наведено аналітичні дослідження технологічних вирішень механізованої переробки вермикомпосту, розроблено технічні засоби для відділення черв’яків від вермикомпосту і наведена методика їх інженерного розрахунку, а також наведені енергетичний і економічний аналізи технологічного процесу переробки вермикомпосту. Встанов-лено, що механізовані технології доцільно використовувати для багатотоннажного виробництва біогумусу у вермигосподарствах потужністю не менше 1000 т на рік, що забезпечує собівартість виробництва в межах 67,45-135,05 грн/т. В результаті виробничого впровадження в ВТБ Дослід-ницьке” отримано прибавку біологічної врожайності цукрових буряків 41ц з гектара, коефіцієнт енергетичної ефективності використання товарного біогумусу склав 6,75, а економічна ефектив-ність внесення біогумусу становила 210 грн/га .

На основі виконаної роботи, присвяченої механізованій переробці вермикомпосту для отримання товарного біогумусу, можна зробити такі висновки:
1. Встановлено, що питанням механізованого відділення черв’яків від вермикомпосту не приділяється належна увага. Теоретичні та експериментальні розробки по обгрунтуванню конс-трукційно-технологічних параметрів технічних засобів для переробки вермикомпосту: подрібню-вачів, сушильного обладнання, обладнання для фракціонування, подаються в роботах Горяч- кіна В.П.,. Петрова Г.Д., Лурьє А.Б., Лєтошева М.М., Кльоніна Н.І., Турбіна В.Г. та ін..
Вермикомпост з черв’яками є складним середовищем за складом і фізико-механічними
властивостями, тому досягти високої ефективності відділення черв’яків від вермикомпосту меха-нічним способом неможливо. Внаслідок цього тенденція розвитку способів і пристроїв для відді-лення черв’яків від вермикомпосту полягає в розробці технічних засобів, які створюють у верми-компості несприятливі умови для їх існування за допомогою зовнішніх чинників (тепла, холоду, води, вібрацій), що змушує їх переповзати в штучно створене середовище.
2. Для прийнятої конструкційно-технологічної схеми нового пристрою для відділення чер-в’яків від вермикомпосту характерним є використання спільної дії світла і гарячого повітря. З ме-тою зняття негативного впливу на черв’яків спочатку дією світла примушують їх занурюватися у вермикомпост, а потім дією температури переповзати в штучно створене середовище, що підви-щує ефективність роботи відділювача.
3. Досліджено закономірність виконання технологічного процесу відділювачем, в результа-ті чого виявлено експоненційну залежність інтенсивності занурювання черв’яків у вермикомпост (2), (19) під дією світла і інтенсивності відділення черв’яків від вермикомпосту під дією тепла (2), (21) від тривалості технологічного процесуt. На цій основі для обгрунтування критерія якості виконання технологічного процесу технічним засобом отримано основні залежності ступенів зану-рення черв’яків у вермикомпост і відділення їх з вермикомпостуhзіhввідt(3), (20), (22), що дало можливість визначити функціональний взаємозв’язокhзіhвміж параметрами відділювача (23-26).
4. Експериментальним шляхом, за критеріями оцінкиhзіhвmax, з використанням дво-мірних перетинів встановлено, що оптимальними режимами роботи відділювача є температура в освітлювальній камері 15-25 С, освітленість поверхні вермикомпосту - 200-300 лк, температу-ра в термокамері 80-90 С і товщина шару вермикомпосту 30-35 мм. На основі визначених факторів встановлено значенняhзіhв= 0,9-0,95. Підвищення температури в термокамері вище 100 С негативно впливає на ефективність відділення.
5. За критерієм оцінкиhзіhв= 0,9-0,95 встановлено оптимальні конструкційні параметри відділювача: довжина освітлювальної камери 0,4 м, довжина термокамери 30 м, ширина конвейєра 2 м, швидкість конвейєра 0,0035 - 0,007 м/с (12,5-25 м/год), при яких забезпечується оптимальна продуктивність відділювача 0,139 - 0,278 кг/с (500-1000 кг/год) по вермикомпосту.
6. Визначено довжину стрічки транспортера для видалення черв’яків з відділювача від місця виходу його з води до конвейєра 1,5-2,0 м, масу захваченої води в розрахунку на одиницю площі стрічки поперечного транспортера 0,2 0,35 кг/м2, швидкість поперечного транспортера -0,01-0,015 м/с (36-58м/год).
7. Встановлено, що для забезпечення температурного режиму в термокамері 80-90 С для відділювача продуктивністю 0,139 - 0,278 кг/с питомі витрати тепла складуть 19,371 36,107 кДж/с, витрати гарячого повітря 1,9 3,6 м3/с, коефіцієнт корисної дії термокамери 0,82 0,88.
8. На підставі досліджень фракційного вскладу біогумусу і його фізико-механічних властивостей встановлено: вихідними даними для розрахунків і проектування обладнання для фракціонування є товарний біогумус розміром гранул до 1 мм, до 2 мм та до 3 мм; об’ємна маса, кути обвалення і схилу, коефіцієнти тертя суттєво залежать від його вологості. Визначено значення вищевказаних показників, що дало можливість використовувати відомі методики розрахунку параметрів обладнання для переробки вермикомпосту при проведенні дослідно-конструкторської роботи в УкрНДІПВТ.
9. На основі залежності питомих витрат на виконання технологічної операції відділення черв’яків від вермикомпосту від продуктивності відділювача і його балансової вартості, визначено раціональну продуктивність відділювача 500 1000 кг/год і його балансову вартість -100-150 тис. грн., що забезпечує питомі витрати на виконання технологічної операції відділення черв’яків від вермикомпосту 120-300 грн/т.
10. Встановлено, що механізоване виробництво товарного біогумусу є економічно доціль-ним у вермигосподарствах потужністю не менше 1000 т на рік, а використання високотемператур-ного сушіння підвищує енергоємкість товарного біогумусу в 20 разів. Питомі витрати на виконан-ня технологічної операції технічним засобом лінійно залежать від його балансової вартості і мають нелінійну залежність від продуктивності технічного засобу. Слід відмітити, що прийняття продук-тивності на етапі розробки обладнання меншою за оптимальну, суттєво підвищує величину пито-мих витрат на виконання технологічної операції технічним засобом. Завищення продуктивності технічного засобу, від його оптимальної, суттєво не впливає на ефективність його роботи. Визна-чено оптимальну продуктивність обладнання для переробки вермикомпосту. А також розроблено технологічну схему механізованої переробки біогумусу, що забезпечує енергоємкість виробниц-тва товарного біогумусу 2,0 - 2,1 МДж/кг, питомі витрати складуть в межах 67,45 135,05 грн/т.
11. Експериментальне впровадження механізованої технології виробництва і використання товарного біогумусу в ВТБ „Дослідницьке” дало прибавку врожаю коренеплодів цукрових буря-ків 41 ц/га, що забезпечило економічний ефект 210 грн./га та рівень рентабельності 132%.