Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Данилин Андрей Владимирович. Совершенствование технологии производства вермикомпоста с разработкой и обоснованием параметров измельчающего устройства : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 Саратов, 2006 178 с. РГБ ОД, 61:06-5/3321

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 6

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПРОИЗВОДСТВА ВЕРМИКОМПОСТА.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 10

  1. Значение вермикомпоста для сельскохозяйственного производства 10

  2. Анализ способов производства вермикомпоста 16

  3. Анализ существующих технических средств, используемых для обработки органических удобрений и влажных почв 22

  4. Классификация устройств для измельчения органических удобрений и влажных почв 36

  5. Обзор исследовании фрезерных рабочих органов 44

  6. Цель и задачи исследований 52

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВЕРМИКОМПОСТА 54

2.1. Описание конструктивно-технологической схемы измельчающего
устройства 54

  1. Определение угла установки крыла ножа фрезерного барабана 58

  2. Определение угловых скоростей вращения фрезерного барабана при измельчении вермикомпоста 65

  3. Определение среднего размера частиц вермикомпоста при работе фрезерного барабана с Г-образными ножами 75

  4. Анализ сил, действующих на нож в процессе работы фрезерного барабана 77

  5. Определение средней мощности и производительности, необходимой для работы фрезерного барабана 83

  6. Выводы 87

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ВЕРМИКОМПОСТА 88

  1. Методика исследования физико-механических свойств 88

  2. Результаты исследований физико-механических свойств 94

  3. Выводы 99

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА
И ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА
ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВЕРМИКОМПОСТА 101

  1. Описание экспериментальной установки 101

  2. Задачи исследований 104

  3. Программа проведения эксперимента 104

  1. Методика обработки экспериментальных данных 106

  2. Результаты исследований влияния конструктивно-режимных параметров измельчающего устройства на критерий оптимизации 111

  3. Определение производительности и мощности экспериментальной установки при оптимальных конструктивно-режимных параметрах 121

  4. Выводы 124

5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ИССЛЕДУЕМОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ
ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВЕРМИКОМПОСТА 125

5.1. Производственные испытания предлагаемого измельчителя 125

5.2 Экономическая эффективность предложенного измельчителя 128

6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 134

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 136

ПРИЛОЖЕНИЯ 147

Введение к работе:

Развитие земледелия в нашей стране в последние десятилетия осуществлялось в основном за счет использования интенсивных технологий с применением большого количества минеральных удобрений и химических средств защиты растений, что привело к резкому снижению плодородия почв, которое в значительной мере определяется запасами гумуса. В природном гумусе сосредоточены 98 % запаса почвенного азота, 60 % фосфора, 80 % калия, 85 % кальция, 80 % серы, а также большое количество других макро- и микроэлементов в сбалансированном состоянии. В форме различных солей гуминовых кислот эти элементы служат источником питательных веществ для растений. При длительном использовании почвы гумус непрерывно минерализуется, а элементы питания в больших количествах отчуждаются с урожаями сельскохозяйственных культур.

Применение минеральных удобрений позволяет компенсировать в известной степени вынос азота, но не улучшает гумусового состояния почвы. Наоборот, на почвах с низким содержанием гумуса обнаруживается предел эффективности применения минеральных удобрений. Незаменима роль гумуса в формировании благоприятных физических свойств почвы, ее водного, воздушного и теплового режимов, в активизации микробиологической деятельности. В почве, богатой гумусом, слабее фиксируется фосфорная кислота, снижаются потери элементов питания от вымывания. Однако значение органического вещества почвы не ограничивается его влиянием на те или иные свойства, а определяется комплексным, многосторонним его воздействием. Снижение запасов гумуса в почве сопровождается ухудшением его качества, так как в начале минерализуются подвижные фракции, а остаются наиболее инертные, что неизбежно сказывается на многих агрохимических и агрофизических свойствах почвы [1,2].

Большую роль играет вид обработки почвы, которая влияет на микробиологичекую деятельность. Вспашка способствует большей активизации таких ценных в агрономическом отношении групп микроорганизмов, как нитрофицирующие и азотобактера, по сравнению с

7 плоскорезной обработкой. Одна из причин подавления развития полезной

микрофлоры при плоскорезной обработке - значительное уплотнение почвы.

Однако, усиливая микробиологическую деятельность, а вместе с ней

мобилизацию питательных веществ в почве, вспашка без возвращения в нее

органических веществ также приводит к снижению запасов гумуса и падению

почвенного плодородия [1, 2, 3, 4]. В связи с этим возникает проблема

обеспечения положительного баланса гумуса в почве, устранения

намечающегося снижения его. Уменьшение количества гумуса в почве на 1 %

снижает урожайность зерновых культур в среднем на 5 - 6 ц/га, а в ряде

случаев - до 10 ц/га. Для устранения дефицита гумуса в почве необходимо

вносить органические удобрения, основными источниками которых являются

навоз сельскохозяйственный животных и птичий помет [5, 6].

Однако использование навоза и помета без предварительной подготовки наносит вред окружающей среде, животным и людям из-за содержания в них огромного количества микроорганизмов, в том числе возбудителей кишечных и других инфекционных заболеваний, семян сорных растений. В 1 т. свежего навоза, не прошедшего биотермического обеззараживания, содержится от 2 до 12 млн жизнеспособных семян сорных растений. Это приводит к засорению посевов и вызывает недобор урожая, который для зерновых культур составляет 12 - 15 ц/га [7]. Из известных технологий утилизации навоза наиболее предпочтительными являются компостирование, термофильная анаэробная стабилизация, анаэробное сбраживание и вермикультивирование.

Главным элементом вермикультивирования является навозный червь, продуцирующий в результате переработки органических отходов ценное органическое удобрение вермикомпост, содержащий все необходимые для растений элементы питания, а также биологически активные вещества, стимулирующие рост и развитие сельскохозяйственных культур [8,9].

В результате селекционной работы, проведенной в США в 1959 г., был выведен гибрид красного калифорнийского червя, имеющего более высокие плодовитость и продуктивность, чем дикие сородичи. В течение 2 мес. популяция из 30 - 50 тыс. особей перерабатывает 300 кг субстрата в

8 100 - 120 кг гумусового удобрения. Вермикомпост по содержанию гумуса

превосходит навоз и компост в 4 - 8 раз и содержит большое количество

ферментов и витаминов. Применение вермикомпоста дает прирост урожая

зерновых и сахарной свеклы до 20 %, овощей и картофеля - до 40 %, перца и

подсолнечника - до 100 %. Повышается устойчивость растений к болезням, до

минимума сводится загрязненность продукции вредными веществами.

Изготовленная из биомассы червей белковая мука содержит 61 - 71 %

протеина и имеет сбалансированный аминокислотный состав, поэтому

является хорошим кормом для животных, птиц и рыб.

Калифорнийский червь лучше всего развивается в компостной смеси

после ее биотермического созревания при температуре субстрата 20 - 25 С,

влажности 70 - 80%, нейтральной или слабокислой среде и достаточной

аэрации [10,11,12,13].

Существуют различные способы производства вермикомпоста: в ящиках, вермиинкубаторах, на стеллажах, в мелких траншеях и грядах. При промышленном производстве вермикомпоста наибольшее распространение получил грядный способ с вертикальным и горизонтальным распределением свежей продукции [14,15].

Технологический процесс производства вермикомпоста заключается в приготовлении субстрата, формовании гряд и заселении их вермикультурой. Он включает в себя также распределение дополнительной подкормки, сбор избыточной массы вермикультуры, измельчение и подсушивание вермикомпоста, сбор готового продукта [16, 17]. Наиболее трудоемкими и маломеханизированными операциями являются измельчение вермикомпоста и доведение его до товарной влажности 50 - 55 % с средней длиной измельченных частиц 4 мм [18].

Целью данной диссертационной работы является совершенствование технологии производства вермикомпоста с разработкой устройства для измельчения и обоснование его основных конструктивно-режимных параметров, предлагаемой конструкции.

На защиту выносится следующие научные положения:

9 конструктивно-технологическая схема устройства для измельчения

вермикомпоста;

теоретическое обоснование конструктивно-режимных и технологических параметров измельчающего барабана;

результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств вермикомпоста,

результаты экспериментальных исследований устройства для измельчения вермикомпоста и определение среднего размера измельченных частиц;

Настоящая диссертационная работа выполнялась с 2000 года в ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» на кафедре «Механизация и технология животноводства».

Подобные работы
Спевак Николай Владимирович
Совершенствование технологии производства компостов с разработкой и обоснованием параметров устройства для измельчения твердых органических удобрений
Денисов Роман Анатольевич
Совершенствование технологии производства вермикомпоста с разработкой и обоснованием оптимальных параметров устройства для формования гряд и распределения подкормки
Катусов Дмитрий Николаевич
Совершенствование технологического процесса сепарации ферментированных органических удобрений при вермикультивировании с разработкой и обоснованием параметров сепарирующего устройства
Тончева Нина Николаевна
Разработка и обоснование параметров устройства для транспортирования кочанов в срезающем аппарате капустоуборочной машины
Ужик Владимир Федорович
Разработка и обоснование параметров устройства для массажа вымени нетелей
Бесаев Аркадий Николаевич
Разработка и обоснование параметров захватывающего устройства стряхивателя плодоуборочного комбайна
Царев Вениамин Михайлович
Разработка и обоснование параметров сепарирующего устройства для отделения почвенных примесей от корнеплодов моркови при машинной уборке
Глемба Вячеслав Константинович
Разработка технологического процесса и обоснование параметров устройства для изготовления рассадных брикетов
Пономарева Ольга Анатольевна
Разработка и обоснование параметров вибрационного распределительного устройства сошника для подпочвенно-разбросного посева семян
Ватухин Андрей Петрович
Технология внесения вермикомпоста при посадке картофеля с разработкой и обоснованием оптимальных параметров дозирующего устройства

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net