Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Совершенствование метода и технических средств контроля влажности семян овощных культур

Диссертация: Совершенствование метода и технических средств контроля влажности семян овощных культур
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

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… Читать ещё >

Содержание

  • 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 12 041

    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

Совершенствование метода и технических средств контроля влажности семян овощных культур (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

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 12 041;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 предметомсемена 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 12 041;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 12 041;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 12 041;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.

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 12 041;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 12 041;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.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Д. И., Костина Е. Н., Кузнецова Н. JL Датчики контроля и регулирования. Справочные материалы. -М.: Машиностроение, 1959.
  2. Ю. П. Введение в планирование эксперимента. М.: 1969 г.
  3. . Г., Голубев С. Н. Справочное пособие для работников метрологических служб. — М.: Издательство стандартов, 1986.
  4. М.Ю. Экспериментально-теоретическое обоснование основных параметров полевого влагомера зерна и семян сельскохозяйственных культур: Автореф. дис. канд. техн. наук.- Минск, 1982.
  5. М. А. Электрические методы и приборы для измерения и регулирования влажности. M.-JL: Гоэнергоиздат, 1960.
  6. М. А. Измерение влажности. М.: Энергия, 1973.
  7. М. А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование влажности. М. — JL: Энергия, 1965.
  8. Г. Д., Марков Г. Н. Основы метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1985.
  9. 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.
  10. Г. В. Общая методика экспериментальных исследований и обработки опытных данных. 3-е изд., доп. и перераб. М.: Колос 1973 г.
  11. М. В. Новые разработки ВНИИАП в области измерения влажности твердых материалов. Приборы и системы управления, 1974. № 9.
  12. М.Горячкин В. П. Собрание сочинений. М.: Колос, 1968. -Т. 1. — С. 211 217.
  13. ГОСТ 12 041–82. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения влажности. М.: Издательство стандартов, 1982.
  14. ГОСТ 12 036–85. Семена сельскохозяйственных культур. Правила приемки и методы отбора проб.
  15. ГОСТ 28 676.8−90. Семена овощных, бахчевых культур, кормовых корнеплодов и кормовой капусты. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение
  16. Г. А. Методические рекомендации по технико-экономической оценке систем автоматизации предприятий послеуборочной обработки зерна.- М.: ВИМ, 1975.
  17. В.П. Экономика предприятия (предпринимательская). М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002.
  18. .А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985 г.
  19. В.В., Пустынников В. Г. О некоторых общих свойствах датчиков влагомеров зерна со свободной засыпкой. -Приборостроение-1966.
  20. Н.С., Кричевский Е. С., Невзлин Б. И. Многопараметрические влагомеры для сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1980.
  21. Г. А. Влияние распределения влаги на показания электровлагомеров. -М.: ЦИНТИ Госкомзак, 1968.
  22. М. X. Предпосевная подготовка семян. -М.: 2002.
  23. С.Д. Электрический влагомер для измерения влажности жидких, сыпучих и твердых веществ и емкостные датчики нового типа // Приборы и элементы автоматики. JL, 1962.
  24. Измеритель добротности Е 4−11. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.
  25. Ю.Я., Кочанов Э. С., Струнский М. Г. Расчет электрической емкости. — Л.: Энергия, 1969.
  26. Е. С., Галушкин С. С. О методе оптимального уплотнения контролируемого материала в датчиках влажности. Инженерно-физический журнал, 1974.
  27. Я. К. Практикум по теории вероятностей и математической статистике: Учебное пособие для техникумов. — М.: Высшая школа, 1991.
  28. . А. Уборка, обработка и хранения семян. М.: Россельхозиз-дат, 1974.
  29. A.C. Экономика приборостроения: Учебник для приборостр. Специальностей.- М: Высшая школа, 1980.
  30. В.Н. Справочник молодого механизатора овощевода. М.: 1975 г.
  31. Г. В., Тарасенко А. П. Прогрессивные способы уборки и борьба с потерями урожая: Учеб, пособие для руковод. кадров сельского х-ва. -М.: Колос, 1977.
  32. 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.
  33. Н.С., Секанов Ю. П., Попова Л. Н. Об эффективности компенсации мешающих факторов в емкостных влагомерах // Труды ВИМ.-М., 1985.
  34. В. А. Семеноведение овощных и бахчевых культур. М., ФГНУ Росинформагротех, 2005 г.
  35. A.B. Теория сушки.- М.: Энергия, 1968.
  36. Машины для механизации селекционно-семеноводческих работ в овощеводстве. М.: 2005 г.
  37. 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.
  38. Методические рекомендации по использованию емкостных влагомеров в сельском хозяйстве. М.: ВИМ, 1981.
  39. Методические указания по семеноведению овощных культур. М.: ВНИИССОК, 1985.
  40. . Я. Ф. К оценке комплексного воздействия факторов на диэлектрическую проницаемость сельскохозяйственных материалов. Научные труды УСХА. Киев, 1982.
  41. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ЦНИИПИТЭИ, 1978.
  42. Дж. Конструкция емкостного влагомера для сельского хозяйства. -М.: 1974.
  43. А. М. Службе сортового и семенного контроля Российской Федерации -125 лет // Инф. бюл. Минсельхоза Р. Ф., М.: № 3−4.-2003.
  44. А. С. Методика полевого опыта. — М.: Колос, 1966.
  45. А. В., Поливанов К. М. Основы электротехники. Ч. 3. Теория электромагнитного поля. -М. — Л.: ГЭИ, 1956. -С. 36−38.
  46. В. В., Хетагуров А. Д. Методика исследования электрофизических свойств сельскохозяйственных продуктов. Сб. трудов ЧИМЭСХ. Челябинск, 1985.
  47. В.Л., Колесникова Е. Ю. Научные и технические решения задач влагометрии. Доклады ТСХА. М.: ТСХА, 2006. — № 278.
  48. 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.
  49. 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.
  50. В.JI. и др. Методические рекомендации по определению влажности семян овощных культур на инфракрасных термогравиметрических установках. М., 2009.
  51. 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.
  52. Патент № 2 102 731 РФ. G 01 N 22/04. Датчик поточного влагомера. Се-канов Ю.П., Пугачев П. М, Гойхман Г. М.- 1998.
  53. Патент № 2 060 638, устройство для предварительного определения всхожести семян, Россия 1996 г.
  54. Проспект фирмы «Dickey-John», США.
  55. Проспект фирмы «Farmcomp OY», Финляндия.
  56. Проспект фирмы «Kett», Япония.
  57. В. Ф., Кононков П. Ф. Методические указания и рекомендации по семеноведению и семеноводству овощных и бахчевых культур. -М., ВЫПИСОК, 1999.
  58. Программа развития семеноводства овощных и бахчевых культур Россини на 2009−2020 гг. Москва ВНИИО 2009 г.
  59. Я.Д. Экономика качества и надежности измерительных приборов. — М., Изд-во стандартов, 1976.
  60. С.Д., Кабанов В. Ф. Физические основы влагопереноса в семенах с.-х. культур. ВНИИ механизации с.-х. М.: ВИМ, 1978, вып. 35.
  61. 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.
  62. Ю.П., Галицын С. А., Пугачев П. М. Рекомендации по применению влагомера кормов Электроника ВЛК-01.-М.: ВИМ, 1986.
  63. Ю.П. Влагометрия сыпучих и волокнистых растительных материалов. -М.: ВИМ, 2001.
  64. Ю. П., Тамиров М. Л. Автоматизация и приборное оснащение технологических процессов в растениеводстве. М.: ВНИИТЭИ Агро-прома, 1986.
  65. Ю. П. Контроль влажности зерна в колхозах и совхозах. М.: Знание, серия Сельское хозяйство, № 8, 1977.
  66. Ю. П. О состоянии развития науки и практики в области влаго-метрии сельскохозяйственных материалов. Информационный бюл. Сельскохозяйственное приборостроение, № 1(30).-М.: МСХ СССР, 1981.
  67. 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.
  68. Ю. П. Разработка средств измерений влажности зерна. Доклады РАСХН. 1997.
  69. Ю. П. Типаж влагомеров для зерна. Актуальные вопросы послеуборочной обработки и хранения зерна. (Труды ВИМ т. 53. Ч. 1).-М., 1974.
  70. Ю. П. Научные и технические решения проблемы влагометрии зерна и кормов в процессе их производства: Автореф. дис. докт. техн. наук.-М.: 2000 г.
  71. 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.
  72. Н. В., Дунин Борковский И. В. Краткий курс математической статистики для технических приложений. — М.: Физматизд, 1959.
  73. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения качества. -М.:1991 г.
  74. И. Г. Общее семеноводство полевых культур. М.: Колос, 1966.
  75. Семена овощных и бахчевых культур, кормовых корнеплодов и кормовой капусты. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия. Национальный стандарт Р.Ф. ГОСТ Р 52 171−2003. М.: Издательство стандартов, 2004.
  76. Сушка, очистка и сортирование семян. Ярославль, книжн. изд-во, 1962.
  77. Технологии механизированного производства семян овощных культур (Под редакцией Пивоварова В. Ф. и Павлова Л. В.). М.: ВНИИССОК, 2001.
  78. Е.С., Бензарь В. К., Венедиктов М. В. и др. Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов,-М.: Энергия, 1980.
  79. Типовая операционная технология и правила произвоства механизированных полевых работ. М.: Бюро техн. информации ГОСНИТИ, 1968.
  80. А. М., Новицкий П. В., Левшина Е. С. Электрические измерения неэлектрических величин. Л.: Энергия, 1975.
  81. Н. Н. Научные основы очистки и сортирования семян. М.-Л.: Издательство ВАСХНИЛ, 1937.
  82. Филиппов PJL, Малков В. А. Влагомер сыпучих материалов и продуктов // Информ. листок. ЦНТИ Челябинск, 1984.
  83. И. М., Клочков В. Н. Физико-технические основы влагомет-рии пищевой промышленности, Техника, 1974.
  84. А.С., Малорацкий Л. Г., Бер А.Ю. Применение СВЧ техники в сельском хозяйстве // Зарубежная радиоэлектроника- 1978.
  85. 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.
  86. McCall, Robert B. Fundamental Statistics for the Behavioral Sciences. 5th ed. New York: Harcourt Brace Jovanovich, 1990.
  87. Devore, Jay L. Probability and Statistics for Engineering and the Sciences. 4th ed. Wadsworth Publishing, 1995.
  88. 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.
  89. Rich Flaugh. Ntep’s grain moisture meter program and its effect on your operation.-U.S. 1998.
  90. 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.
  91. 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.
  92. Jones A, Lewis M.C. Annual Report, The Grassland Research Institute, 1978.
  93. West R. A forage moisture meter development and evaluation. Agr. Engi-neer.-1978. -Vol. 33, № 1.
  94. Sanders I. D., Ceosby C. J. Moisture tests of grain and small seed. -N. Z. J. of Agricultural, 1964, vol. 108, № 1.
  95. Stevens G. N., Hughes M. Moisture meter performances in field and laboratory. J. Agric. Eng. Res., 1966, vol. 11, № 3.
  96. 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.
  97. 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.
  98. Zoerb G. C. Physical properties of wheat for moisture content determination: ASAE paper № 70−363. St. Ioseph Mich, 1970.
  99. Coleman D. A., Boerner E. G. The Brown-Dunel moisture tester and how to operate it. USDA bull. № 1375. -Washington, 1927.
  100. Three grain moisture meters. Farm mechanization, 1964, vol. 16, № 181.
  101. Monteith J. L. Evaporation and environment. Symposium of the society for Experimental Biology, vol. 19, 1965.
  102. 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
  103. Утверждаю: Директор ВНИИ селекции и семеноводства овощных• культур Пивоваров В. Ф. л,.' 2009 г. V1. СПРАВКА
  104. О внедрении результатов научных исследований, полученных аспирантом
  105. Заведующий отделом стандартизации, метрологии1. В. Л. Павловым. и механизации, д. с.-х. наук, профессор
Заполнить форму текущей работой

На отлично!