АВТОМАТИЗАЦІЯ ОЦІНЮВАННЯ ЛУБ’ЯНОЇ СИРОВИНИ З ЛЬОНУ ОЛІЙНОГО

Створення програмного забезпечення CQSoilseed Flax, CQRoilseed Flax та CQSRoilseed Flax, що призначене для автоматизованого визначення загального рівня якості соломи та трести льону олійного, базувалося на розробленій авторській методології контролю якості продукції зі стебел льону олійного. Оцінювання луб’яної сировини відповідно до запропонованих комплексних систем контролю якості є трудомістким процесом. Для спрощення процедури визначення номера соломи та трести льону олійного розроблено комп’ютерні програми. Автоматизація дозволяє істотно прискорити процес визначення якості сировини. Актуальність розробки полягає в тому, що льон олійний в Україні використовується лише з метою перероблення насіння для одержання інноваційних біопрепаратів, харчових добавок та олії, а стебла майже не переробляються. Утилізація відходів після збирання насіння, а саме – стебел льону олійного, на сьогодні здійснюється у двох напрямах: спалювання на полях, що заборонено законодавством України і за що передбачені штрафні санкції, та використання сировини як підстилки для тварин. Разом із тим, ця культура у світі використовується як додаткове джерело луб’яної сировини для виробництва текстильних, технічних та целюлозовмісних матеріалів, кручених і санітарно-гігієнічних виробів, а також як армувальна складова під час виготовлення композиційних матеріалів і палива. В умовах сировинної кризи в України використання лубоволокнистої сировини з льону олійного, яка придатна для виготовлення широкого спектру промислової продукції, – це перспективна можливість підтримання вітчизняних виробників різних підгалузей легкої промисловості, що дозволяє задовольнити їхні потреби у сертифікованій сировині.

ДОСЛІДЖЕННЯ ФОРМУВАННЯ ПАРТІЙ ЗЕРНА ШЛЯХОМ ЗМІШУВАННЯ

Показники якості зерна, яке надходить від агровиробників на елеватори та зернові термінали, змінюються в широких межах внаслідок природно-кліматичних умов вирощування та збирання, сортових особливостей сільськогосподарських культур. На цих підприємствах відбувається первинне оброблення зерна (очищення, сушіння), його зберігання та формування партій зерна для замовників із передбаченими у підписаних контрактах показниками якості. При цьому для функціонування підприємств з високою рентабельністю необхідно забезпечити ефективне використання зернової сировини різної якості, що зберігається на підприємстві. Формування партій зерна на цих підприємствах відбувається шляхом змішування зерна із різними показниками якості. Також змішування застосовується під час формування помельних партій зерна, що дозволяє отримати борошно із стабільними властивостями та раціонально використати сировину. Для змішування сипких матеріалів, до яких відноситься зерно сільськогосподарських культур, розроблені конструкції змішувачів періодичної та безперервної дії, зокрема, стрічкові, гвинтові, барабанні, гравітаційні, вібраційні. Перспективним є використання гравітаційних змішувачів зерна безперервної дії, оскільки у них немає витрат енергії на процес змішування, а також вони не пошкоджують зерно, оскільки не містять активних робочих органів. Дослідження можливості формування партій зерна шляхом змішування проводилися на гравітаційному змішувачі колонного типу запропонованої конструкції. За результатами проведених експериментальних досліджень змішування зерна пшениці та жита чотирьох кольорів, що імітують зерно із різними якісними показниками, в однаковому співвідношенні у гравітаційному змішувачі колонного типу встановлено, що задовільну якість зернової суміші можна отримати під час змішування зернових потоків у семи секціях змішувача. Значення коефіцієнта неоднорідності такої суміші зерна пшениці та жита не перевищує 20%.

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ЗРІЗУВАННЯ ГИЧКИ КОРЕНЕПЛОДІВ ЦУКРОВОГО БУРЯКА

Цукрові буряки є важливою для України технічною культурою. В Україні цукровий буряк вирощується на площах близько 1 млн га. У сьогоднішніх умовах господарювання великі аграрні підприємства використовують для збирання коренеплодів цукрового буряка високопродуктивні самохідні комбайни. Для потреб невеликих та середніх фермерських господарств практично відсутня пропозиція нової техніки для збирання цієї культури. Аналіз відомих досліджень вчених у галузі збирання цукрових буряків вказує, що основним їх спрямуванням є пошук шляхів вирішення технічного протиріччя, яке полягає у необхідності копіювання висоти розташування головок коренеплодів над поверхнею поля у машинах, які здійснюють зрізування гички суцільним горизонтальним ротором, мінімум над 4-ма рядками. Разом із тим, відсутні технічні та теоретичні обґрунтування, які б дозволяли кардинально розв’язати це протиріччя. Під час аналізу технологічних операцій збирання цукрового буряка, зокрема зрізування гички, було виокремлено низку параметрів, вплив яких на енергетику процесу зрізування вимагає дослідження. У статі представлено функціональну схему причіпного бурякозбирального комбайна, який не вимагає копіювання висоти розташування головок коренеплодів над поверхнею поля для якісного зрізування гички. З метою перевірки роботоздатності запропонованої схеми комбайна виготовлено лабораторну установку для дослідження процесу зрізування гички з коренеплодів. Розроблено методику дослідження крутного моменту, що необхідний для процесу зрізування. Методика базується на математичному методі планування експерименту. На основі результатів експерименту отримано рівняння регресі, яке розкриває вплив на величину крутного моменту зрізування максимального діаметру коренеплодів, кута нахилу осі коренеплодів та зазору між площиною ножа і нижньою кромкою брального шківа. За результатами дослідження запропоновані рекомендації.

ІДЕНТИФІКАЦІЯ ТА КЛАСИФІКАЦІЯ ЗАЛИШКІВ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР ДЛЯ ПОДАЛЬШОГО ВИКОРИСТАННЯ

На сучасному етапі розвитку перед агропромисловим комплексом в Україні постала задача удосконалення системи післязбиральних операцій з біомасою сільськогосподарських культур. У кращому випадку її подрібнюють та залишають у ґрунті, а в гіршому – спалюють. У країнах ЄС вже протягом декількох десятиліть розроблена та застосовується низка директив щодо охорони навколишнього середовища від спалювання рослинних відходів сільськогосподарського виробництва, а в Україні цей процес тільки розпочато. Проблема ускладнюється великою різноманітністю культур, рослинних залишків та відходів. На жаль, незважаючи на існуючі дослідження та наукові розробки у цій галузі, в Україні на сьогодні дуже мало підприємств використовують біомасу сільськогосподарських культур для виробництва споживчої продукції. Ідентифікація та класифікація рослинних залишків за основними ознаками є першим кроком для вирішення проблеми. Це дозволить визначати пріоритетні можливості подальшого використання залишків після збирання або перероблення сільськогосподарських культур. У статті проаналізовані обсяги та види біомаси сільськогосподарських культур, що утворюється після збирання й перероблення урожаю в Україні. Виявлено, що найбільше залишків та відходів утворюється під час виробництва кукурудзи, зернових колосових, олійних та луб’яних культур. Також встановлено, що для всіх зазначених рослинних залишків спільною є необхідність перероблення стебел (соломи), а також залишків після виробництва основної продукції (лушпиння, макухи, шроту). Найбільш раціональним способом перероблення біомаси є виробництво різних видів твердого палива для опалювальних котлів.

СПОСОБИ СЕПАРУВАННЯ ТА СЕПАРАТОРИ ЗЕРНОВОЇ МАСИ

Зерно є цінною сировиною для харчових виробництв, а також для виготовлення біоетанолу, спирту, комбікормів та медичних препаратів. Технології зберігання та первинного перероблення зерна передбачають процес сепарування зернової маси. Від ефективності сепарування зернової маси значною мірою залежать якість та вартість зерна. Розрізняють попереднє, первинне та вторинне очищення зерна. Домішки із зернової маси відокремлюються внаслідок відмінностей між їхніми фізико-механічними властивостями та властивостями зерна основної культури. До цих властивостей відносяться: розмір та форма, аеродинамічні властивості, густина, текстура поверхні складових зернової маси, коефіцієнти внутрішнього та зовнішнього тертя, пружні властивості, вологість, колір. Для поділу складових зернової маси за фізико-механічними властивостями застосовуються різні способи сепарування: гравітаційний, механічний, пневматичний, фрикційний, магнітний, оптичний, електричний, рентгенівський, гідравлічний та комбінований. Гравітаційний, механічний та пневматичний способи сепарування зернової маси є найбільш застосованими. Для відокремлення із зернової маси усіх домішок, які мають різні фізико-механічні властивості та природу, застосовується комбінований спосіб сепарування, що передбачає одночасний чи послідовний поділ складових зернової маси за декількома ознаками подільності. Спосіб сепарування зернової маси обирається із урахуванням ознаки, яка дозволяє під час сепарування забезпечити найбільш повне відокремлення домішок або ж розділити зернову масу на фракції. Для сепарування зернових мас використовуються гравітаційні, електростатичні, магнітні, оптичні, пневматичні, решітні, стрічкові та фрикційні сепаратори. Для очищення та розділення на фракції насіннєвого і продовольчого зерна використовуються сепаратори із решітними робочими поверхнями. За результатами аналізу решітних робочих поверхонь сформовано їх класифікацію та класифікацію отворів решітних поверхонь.

РОЗРАХУНОК ТА ВИБІР КОНСТРУКЦІЙНИХ І ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ РОТАЦІЙНОГО РОЗПУШУВАЧА

Для поверхневого обробітку ґрунту широко застосовуються ґрунтообробні знаряддя з активними робочими органами. Найбільш поширені ротаційні розпушувачі ґрунту. Під час проєктування цих знарядь і їх робочих органів необхідно враховувати, що вони повинні, в першу чергу, забезпечувати високу якість обробітку ґрунту, можливість зміни режиму різання ґрунту в широкому діапазоні. Якщо порівняти ґрунтообробні знаряддя для поверхневого обробітку ґрунту, то кращу якість підготовки ґрунту під посів зернових культур забезпечують активні робочі органи, але й вони мають певні недоліки: недостатнє зароблення стерні і пожнивних решток у ґрунт, велика енергомісткість, складна конструкція. Тому дослідження конструкційних параметрів розпушувача та їх залежності від фізико-механічних властивостей ґрунту є на сьогодні актуальним завданням. Основними конструкційними і технологічними параметрами ротаційного розпушувача є: радіус ротора, довжина та ширина ножа, кут зсуву ножа в плані, кут різання, діаметр барабана, показник кінематичного режиму, частота обертання ротора, крок витка ножів, віддаль між ножами, споживана потужність на обробіток ґрунту, ступінь подрібнення ґрунту. Від швидкості ґрунтообробного знаряддя та показника кінематичного режиму залежить структура і ступінь подрібнення ґрунту. Результатом запропонованої методики розрахунку показника кінематичного режиму і оптимізації пов’язаних із ним параметрів є підвищення агротехнічних показників та якості обробітку ґрунту. Використання цієї методики під час проєктування ротаційних ґрунтообробних знарядь дозволить забезпечити зменшення енерговитрат на обробіток ґрунту і значно покращити якість підготовлення ґрунту до сівби.

ТЕХНОЛОГІЯ ЖИВЦЮВАННЯ НАЙБІЛЬШ ПОШИРЕНИХ ВІЧНОЗЕЛЕНИХ ДЕРЕВ ТА ЧАГАРНИКІВ В УМОВАХ ВОЛИНСЬКОЇ ОБЛАСТІ

У статті описано корисні властивості вічнозелених дерев та чагарників як важливої і невід’ємної частини життя людства і нашої планети в цілому. Особлива увага приділена технології розмноження хвойних і листяних вічнозелених дерев, чагарників, а саме живцюванню, яке проводиться для збільшення їх видової різноманітності та кількісного складу, створення високодекоративних та екологічно-стійких зелених насаджень, а також з метою скорочення термінів вирощування садивного матеріалу для сучасних урбогенних умов, що набули в останні десятиліття глобального характеру. Вивчено методику живцювання дерев та чагарників, досліджено відсоток приживання та темпи росту найпоширеніших на Волині вічнозелених рослин з метою їх подальшого використання для озеленення населених пунктів. Об’єктом дослідження були вічнозелені дерева та чагарники, зокрема вивчалися вічнозелені рослини Thuja occidentalis L. «Columna», Thuja occidentalis L. «Clobosa», Thuja occidentalis L. «Ericoides», Thuja occidentalis L. «Aurea Ellvangeriana», Juniperus sabina L., Juniperus communis L. «Hibernica», Picea pungens Engelms «Glauca», Buxus sempervirens L. При проведенні досліджень були застосовані методи порівняльного аналізу та синтезу інформації, спостереження, опису, узагальнення, а також був застосований системний і польовий методи, математико-статистичний метод. Під час дослідження здійснювали вимірювання та спостереження за висадженими живцями в теплиці та їх кількістю, визначали кількість прижитих і висаджених живців у відкритий ґрунт, розраховували співвідношення живців, що прижилися, до загальної кількості висаджених, вимірювали середні розміри підземної і надземної частин рослин, визначали рослини, які найкраще приживаються і ростуть в природно-кліматичних умовах Волинської області.

АНТРОПОГЕННИЙ ВПЛИВ НА РЕКРЕАЦІЙНІ ПУНКТИ ЛІСІВ ВОЛИНСЬКОЇ ОБЛАСТІ

Найбільш дієвим способом відновлення психологічного та фізичного здоров’я людини є рекреація. Сьогодні проводиться багато досліджень щодо використання лісів для рекреації, вказані проблеми розглянуті у працях багатьох відомих вчених, але низка питань залишається невирішеними. Тому, в умовах сьогодення, які характеризуються надзвичайно високим ступенем антропогенного навантаження на природні екосистеми, необхідно проводити пошук альтернативних рішень протидії цим процесам безпосередньо в регіонах задля збереження лісів та виконання ними фітомеліоративних функцій. Під час проведення досліджень були застосовані методи: спостереження, опис, порівняльний аналіз та синтез інформації, узагальнення. Дослідження та аналіз антропогенного впливу на рекреаційні пункти лісів Волинської області проводилися, щоб у подальшому забезпечити вдале поєднання основного призначення лісопаркової частини із правильною організацією лісокористування. Об’єктом дослідження були рекреаційні пункти лісів Волинської області. У статті виконано аналіз сучасного антропогенного впливу на лісові ландшафти Волинської області. Визначені найбільш поширені форми рекреації в умовах Волинської області та описано їх негативний вплив на лісові фітоценози. Обстежені понад сорок сім рекреаційних пунктів Волинської області. Розраховано коефіцієнт екологічного впливу на лісові екосистеми досліджених рекреаційних пунктів Волинської області. Визначені стадії рекреаційної дигресії та коефіцієнт рекреації рекреаційних пунктів Волинської області. Розроблені та описані шляхи оптимізації рекреаційної діяльності у лісах Волинської області. На основі досліджень та аналізу сучасного розвитку і особливостей рекреаційного використання лісових ландшафтів Волинської області розроблені рекомендації з оптимізації використання лісових масивів з метою рекреаційної діяльності.

АГРО-ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ДОБУВАННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ САПРОПЕЛЮ

Світові запаси прісної води складають 2,5% загального водного ресурсу. Україна за запасами прісної води, які припадають на одну людину, посідає одне з останніх місць у Європі. Для нормального функціонування екологічної системи населення повинно використовувати не усі запаси води, а лише щорічно відновлюваний стік. Озера є найбільш доступними джерелами води для господарських потреб. Через процеси евтрофії озера перетворюються на болота. Особливо інтенсивно ці процеси відбуваються в останні десятиріччя через господарську діяльність людини. У світовій практиці відоме застосування різних методів для відновлення прісноводних озер. Найбільш кардинальним та ефективним методом є видалення накопичених відкладів. Але такий метод є у той же час і найбільш затратним. Підвищити ефективність вказаного методу можна шляхом використання добутих відкладів у різних галузях виробництва. Найбільш цінним видом відкладів прісноводних озер є органічний сапропель. Протягом багатьох років ведуться дослідження із впливу сапропелевих добрив на родючість ґрунту. Аналіз цих досліджень показує, що вплив сапропелю на родючість ґрунту є значним та комплексним. Особливо яскравий ефект спостерігається на піщаних і супіщаних ґрунтах, де проявляється його потужний вплив на структуру та механічний склад ґрунту. Тому сапропель загалом є екологічно чистою органо-мінеральною сировиною, яка вдосконалює і покращує структуру ґрунту, а також є якісним джерелом поповнення гумусу. Ці фактори у сукупності забезпечують збереження та покращення родючості ґрунту. Таким чином, відновлення «мертвих» і замулених озер та використання добутих сапропелевих покладів забезпечує формування замкнутого екологічного циклу із підтримкою раціонального кругообігу речовин у межах конкретної екологічної системи. Цей підхід створює умови до переходу на більш досконалу біогеоценотичну основу природокористування.

МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ СИЛОВИХ ТА ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ПИЛЯННЯ ЛАНЦЮГОВОЮ ПИЛКОЮ

На силові та енергетичні параметри процесу пиляння ланцюговими моторизованими пилками впливає низка факторів, які необхідно враховувати під час розрахунку режимів пиляння. Розроблено та реалізовано методику розрахунку зусилля, роботи, потужності різання при пилянні деревини різних порід ланцюговими пилками за змінних діаметрів пиловника та подачі на зубець. В основу методики покладено використання експериментальних даних, що одержані у спеціалізованих лабораторіях та опубліковані у фахових виданнях. Математична модель методики ґрунтується на застосуванні визначень, теорем та формул елементарної алгебри, тригонометрії, а також аналітичної геометрії на площині. Використано основні положення теорії різання та механічного оброблення деревини ланцюговими пилками. Представлено та проаналізовано результати числових експериментів, які подаються у табличній та графічній формах. Встановлено, що на силу та потужність різання протягом пиляння ланцюговими пилками суттєво впливає порода деревини, величина подачі на зубець, а також ширина пропилу. Найменша сила та потужність різання зафіксована для деревини м’яких порід за мінімальної ширини пропилу, а найбільша – для деревини твердих порід за максимальної ширини пропилу. На сумарну довжину траєкторій зубців суттєво впливає величина подачі на зубець та, відповідно, діаметр пиловника. Найменша величина довжини траєкторій зафіксована для пиловника найменшого діаметра за максимальної подачі на зубець, а найбільша – для пиловника найбільшого діаметра за мінімальної подачі на зубець. Подано також рекомендації щодо використання пропонованої методики в освітньому процесі спеціальностей лісової галузі.