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:

Спевак Николай Владимирович. Совершенствование технологии производства компостов с разработкой и обоснованием параметров устройства для измельчения твердых органических удобрений : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01, 05.20.03.- Саратов, 2005.- 179 с.: ил. РГБ ОД, 61 05-5/4048

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 7

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЙ СПОСОБОВ И ТЕХ
НИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОСТОВ.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 12

  1. Значение производства компостов в сельскохозяйственном производстве 12

  2. Агротехнические требования на приготовление компостов 19

  3. Анализ технологических схем приготовления компостов 23

  4. Анализ технических средств для измельчения твердых органических удобрений 37

1.4.1. Классификация измельчителей ТОУ 47

  1. Анализ теоретических исследований технологического процесса распределяющих устройств навозоразбрасывателей.... 50

  2. Выводы 54

  3. Цель и задачи исследований 55

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТОУ И РАСЧЕТ ЕГО
ПАРАМЕТРОВ..... 56

  1. Обоснование и описание конструктивно-технологической схемы устройства для измельчения ТОУ 56

  2. Анализ взаимодействия нижнего подающего барабана и верхнего

барабана-ускорителя с твердыми органическими удобрениями 57

2.2.1. Анализ размещения штифтов в камере измельчения 68

  1. Анализ процесса разрушения ТОУ в камере измельчения 72

  2. Анализ условия подачи ТОУ в камеру измельчения. 80

  3. Анализ энергоемкости подачи ТОУ в камеру измельчения 81

  4. Выводы 84

3. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЗИКО-
МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФЕРМЕНТИРОВАННЫХ
ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ 86

  1. Методика исследований физико-механических свойств твердых органических удобрений 86

  2. Результаты исследований физико-механических свойств твердых органических удобрений 91

  3. Выводы 97

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРО
ЦЕССА И ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТОУ 98

  1. Устройство и принцип действия экспериментальной установки 98

  2. Программа исследований 101

  1. Задачи исследований 101

  2. Программа проведения эксперимента 101

  1. Методика обработки экспериментальных данных 103

  2. Результаты исследований влияния режимно-технологических параметров устройства на среднюю длину частиц измельченных ТОУ 109

  3. Определение мощности на подачу ТОУ в камеру измельчения 116

  4. Выводы 122

5. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА ДЛЯ
ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТОУ 123

  1. Анализ возникновения отказов в работе устройства для измельчения ТОУ 123

  2. Методика расчета на прочность штифтов дробильной камеры 124

  3. Выводы 130

6. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИ
ЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИССЛЕДУЕМОГО УСТРОЙСТВА

ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТОУ 132

  1. Производственные испытания предложенного устройства для измельчения ТОУ 132

  2. Расчет экономической эффективности устройства для измельчения ТОУ 138

7. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 144

ЛИТЕРАТУРА 146

ПРИЛОЖЕНИЯ 159

Введение к работе:

Во второй половине прошлого столетия земледелие в нашей стране развивалось в основном за счет применения интенсивных технологий с использованием большого количества минеральных удобрений, химических средств защиты растений и ростактивизирующих препаратов, что привело к ухудшению биологических свойств почвы и деградации почвенного покрова. Многолетнее применение химических удобрений и средств защиты растений привело к резкому снижению количества почвенных организмов, обеспечивающих воспроизводство плодородия почв. [1,2,3]

Важнейшая проблема современного сельского хозяйства — расширенное воспроизводство почвенного плодородия, а также создание бездефицитного баланса питательных веществ в системе почва - растение. [1,4,5,6]

Одним из важнейших показателей потенциала плодородия почвы — содержание в ней гумуса. Установлено многостороннее положительное влияние его на агрофизические, водно-физические, тепловые, технологические свойства, биологическую активность почв. В гумусе аккумулированы 98 % запасов почвенного азота, 60 % фосфора, 80 % серы, большое количество других макро- и микроэлементов. Находясь в органически связанной форме эти элементы более надежно сохраняются от вымывания и служат источником питательных веществ для растений. Разложение гумуса микроорганизмами позволяет высвобождать помимо азота и другие питательные вещества, а также СОг, которые необходимы для фотосинтеза растений. Например, для формирования урожая озимой пшеницы 50 ц/га в период ее интенсивного роста суточная потребность составляет более 200 кг/га С02. Около 70 % этого количества обеспечивается за счет СОг, поступающего в приземный слой воздуха при минерализации гумуса, внесенных органических удобрений и растительных остатков [7-10].

За последние четыре десятилетия темпы биологических потерь гумуса, вызванных минерализацией органического вещества при возделывании сельскохозяйственных культур в почвах нечерноземного земледелия составляют 0,5 - 0,7, а в черноземах - 0,6 - 1,0 т/га в год. Убыль гумуса в почве, как правило, сопровождается недобором урожая. Уменьшение содержания гумуса на 1 % ниже оптимального приводит к снижению урожайности зерновых культур в среднем 5-6 и/та, а в ряде случаев на 10 Ц/га. [8]

Внесение в почву органических удобрений различного состава и этилогии (компост, вермикомпост, торф, навоз, птичий помет, сидераты, сапропель и др.) изменяют не только вещественный, но и энергетический потенциал почвы. [8]

Максимально возможные урожаи сельскохозяйственных культур можно получить только при совместном применении органических и минеральных удобрений. При этом эффективность последних повышается на 15 - 20 %. Только органические удобрения могут улучшить плодородие почв, что важно в районах с низким содержанием перегноя [11].

Исследованиями установлено, что около 40 % питательных веществ, вносимых в почву со всеми видами удобрений, составляют питательные вещества органических удобрений. Кроме того, доказано, что органические удобрения способствуют закреплению в почве, в недоступных растениям формах, таких вредных для живого организма веществ, как радиоактивный стронций, тяжелые металлы, а также активизирует очищение почвы от ядохимикатов.

В настоящее время значение органических удобрений в мировом земледелии повысилось в связи с ростом цен на минеральные удобрения, удорожанием электроэнергии и нефти. Поэтому для решения проблемы повышения энергетического потенциала почвы в первую очередь необходимо увеличение объема производства и повышение эффективности органических удобрений [8,11,12,13].

Следует отметить, что обеспеченность пашни органическими удобрениями в России в 4 - 8 раз ниже, чем в станах Европы, Низкая эффективность использования органических удобрений обусловлена их плохим качеством, отсутствием эффективных технологий подготовки и применения, слабой обеспеченностью навозохранилищами и специализированной техникой [14-22].

Дня успешного решения проблемы обеспечения бездефицитного баланса гумуса в почвах необходимо улучшить использование органических удобрений, которое пока остается низким.

Одна из причин низкой эффективности органических удобрений — высокая их влажность, за счет необоснованного расхода воды на животноводческих предприятиях, эффективность органических удобрений по данной причине снижается на 15 %. [8,9]

Другая причина - высокая засоренность семенами сорняков из-за несоблюдения технологии производства. Свежий навоз, не прошедший биотермическое обеззараживание, содержит от 2 до 12 млн. жизнеспособных семян сорных растений в каждой тонне. Это приводит к засорению посевов и вызывает значительный недобор урожая, который для зерновых составляет до 12 - 15 ц/га. По этой причине эффективность органических удобрений снижается по сравнению с нормативной до 12 %. [8]

Существенное отрицательное влияние на использование органических удобрений оказывает ранневесеннее внесение навоза и компостных смесей, заготовленных в зимний период и не прошедших биологическое созревание. Используемая для внесения органических удобрений тяжелая техника существенно уплотняет почву. Кроме того, создается напряженность в графике полевых работ, что приводит к запаздыванию со сроками сева сельскохозяйственных культур. Снижение эффективности применения удобрений по этим причинам достигает 8 - 10 %. [8,9]

Отсутствие в большинстве хозяйств навозохранилищ, площадок и цехов компостирования ухудшает качество удобрений и их эффективность примерно на 30 %. [8,9]

Недостаток или отсутствие специальной техники для подготовки и внесения компостных смесей снижает их отдачу не менее чем на 20 %. [8,9]

Для увеличения эффективности использования органического сырья (навоза, помета, торфа, соломы, сапропеля, отходов переработки зерновых, крупяных и масленичных культур, древесной коры и опилок, бытовых и промышленных отходов) в земледелии, их следует компостировать [23-25].

Компостирование — это биотермический процесс минерализации и гумификации веществ, происходящий в анаэробных условиях под воздействием в основном термофильных организмов. Во время компостирования температура в буртах поднимается до 80 С, при этом погибают семена сорных растений, патогенные бактерии, яйца гельминтов и нематод и другие. Одновременно создаются благоприятные условия для развития почвенной микрофлоры. Компостируемые материалы превращаются в доступный, легко усвояемый корм для сообщества почвенных организмов, среди которых главными и наиболее многочисленными являются дождевые черви. В процессе вермикультивирования созревший компост служит отличным кормом для дождевых червей. Необходимым условием подготовки кормового субстрата является выдерживание компоста до тех пор, пока содержание аммиака не снизится до 0,5 мг/л [18,26-29]. Заглатывая, в процессе питания кормовой субстрат, дождевые черви переваривают их и обогащают собственной микрофлорой, ферментами и биологически активными веществами. Выделяемые червями копролиты отличаются высоким содержанием гумуса и макро-, микроэлементов [18,26]. Правильно приготовленные компосты по действию на урожай не уступают, а иногда превосходят подстилочный навоз в равноценных нормах. По данным ВИУА прибавка урожая картофеля при внесении компоста 30 - 40 т/га составила 49 ц/га, зерновых - 7,5 ц/га [28-3 Г].

Соотношение С : N в бесподстилочном навозе узкое от 5 : 1 до 10 : 1. Совместное использование бесподстилочного навоза, птичьего помета и целлюлозосодержащих компонентов — лучшая форма органического удобрения.

На активность развития микробиологического процесса в компосте большое влияние оказывает влажность смешанной массы, которая зависит от степени однородности перемешивания и размеров частиц компонентов.

Большую роль играет размер частиц исходных компонентов для обеспечения газового обмена в бурте, объем пор должен составлять 30 — 50 % [36].

Существующие конструкции навозоразбрасывателей и других видов технологического оборудования не позволяют обеспечить необходимое измельчение органических удобрений, а так же обеспечить их равномерное распределение на площадках в процессе компостирования.

Поэтому целью данной диссертационной работы является совершенствование технологии компостирования с разработкой устройства для механизации операций измельчения твердых органических удобрений (ТОУ) и распределения их по поверхности гряды.

Подобные работы
Данилин Андрей Владимирович
Совершенствование технологии производства вермикомпоста с разработкой и обоснованием параметров измельчающего устройства
Денисов Роман Анатольевич
Совершенствование технологии производства вермикомпоста с разработкой и обоснованием оптимальных параметров устройства для формования гряд и распределения подкормки
Курбанов Рустам Файзулхакович
Разработка и совершенствование ресурсосберегающих технологий и средств механизации производства объемистых растительных кормов
Афанасьев Вячеслав Николаевич
Обоснование и разработка технологий и технических средств для производства экологически безопасных, биологически активных удобрений на основе отходов животноводства и птицеводства
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
Катусов Дмитрий Николаевич
Совершенствование технологического процесса сепарации ферментированных органических удобрений при вермикультивировании с разработкой и обоснованием параметров сепарирующего устройства
Глемба Вячеслав Константинович
Разработка технологического процесса и обоснование параметров устройства для изготовления рассадных брикетов

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