Леонід ФАДЄЄВ,
Ось ці закономірності. Кількість населення земної кулі зростатиме. Площі для сільськогосподарського виробництва будуть скорочуватися. Кількість міських жителів ще більш переважатиме над сільськими. Площа сільгоспугідь на душу населення буде зменшуватися. Попит на душу населення вироблених сільськогосподарських продуктів зростатиме.
Зазначені закономірності виходять із динаміки останніх п’ятдесяти років (рис. 1). Попит сільськогосподарських продуктів на душу населення зростає з тієї причини, що кількість містян на землі вже перевершує кількість сільських жителів, а, як відомо, раціон харчування мешканця міста помітно відрізняється від селянина.
Рис. 1. Вирішення протиріччя у підвищенні урожайності
Сьогодні, обговорюючи проблеми подальшого просування сільгосппродукції на глобальні ринки, насилу уявляєш, що якихось 40 років тому Радянський Союз був найбільшим імпортером зерна. В окремі роки обсяги закупівель, зокрема продовольчої пшениці, досягали понад 50 млн т на рік. Порти Миколаєва та Одеси працювали на прийом зерна. Звідси все витікає – відсталість у сільгоспмашинобудуванні, в елеваторному господарстві тощо.
До честі України, вона в короткі терміни стала потужним експортером сільськогосподарської продукції, а у деяких сферах, зокрема у виробництві рослинних олій, вийшла на перше місце в світі з експорту.
Для оцінки подальшої перспективи агробізнесу необхідно розглянути тенденції світового ринку на найближчі роки по окремих культурах. Почнемо з зернових.
Після розселення людей по всіх материках Землі їх кількість на Землі визначалася можливістю прогодуватися. Так, лише два століття тому населення Землі становило всього 1 млрд. У 1960 році вже 3 млрд сьогодні – понад 7 млрд, а в 2050 буде більше 9 млрд.
Сьогодні в світі виробляється 2,47 млрд т зерна. У 1960 році збиралось менше 1 млрд т, а в 2050 буде потрібно 3,27 млрд т. Це за умови, що споживання на душу населення залишиться таким як нині – 336 кг/рік. Ресурсу земель с/г призначення немає. Значить, весь приріст виробництва лягає на зростання урожайності. Тобто весь необхідний приріст зернових культур до 2050, а це близько 800 млн т, повинен бути отриманий за рахунок збільшення урожайності (рис. 2). У розрізі культур це виглядає наступним чином.
Рис.2. Світове виробництво зерна, млрд т
Пшениця
Необхідний приріст виробництва пшениці повинен становити 230 млн т при щорічному споживанні на душу населення 100 кг/рік, незмінній площі під пшеницею 225 млн га, що можливо тільки за рахунок підвищення урожайності на 33%. Ось тут-то Україна має добрий ресурс порівняно з тими країнами, врожайність в яких із пшениці підійшла до природного потенціалу.
Уже сьогодні в Україні багато господарств вийшли на рівень урожайності з озимої пшениці такий же, як в розвинених європейських країнах. Що робить неспроможним, ще порівняно недавно, наявне твердження, що в Україні не може бути врожаїв порівняних, наприклад, з Німеччиною чи Францією через те, що сильно відрізняються кліматичні умови. Клуб «100» впевнено показує, що може.
На рис. 3 добре видно, як відрізняється виробництво пшениці в Україні (за валом) в різні роки. Причина тому – різні метеоумови. На цьому ж малюнку показана частка пшениці, що переробляється на споживання. Не зростає споживання, і це зрозуміло – кількість хліба, що їдять у день, не змінюється, а число жителів України, на превеликий жаль, зменшується. Частка фуражного зерна, споживаного для вітчизняного тваринництва, збільшується несуттєво. Таким чином, сьогодні основна частка зерна пшениця експортується, і весь подальший приріст її валового збору піде на експорт.
Рис. 3. Україна. Виробництво пшениці, млн т
Резерв прибутковості від експорту – підвищення класності зерна. Тут, крім сортових властивостей і агротехнології, величезну роль відіграє післязбиральне очищення, сушіння і правильне зберігання.
Агрономи прекрасно знають, від чого залежить класність зерна і, що в їхніх силах, намагаються застосовувати відповідну агротехнологію. Сучасні комбайни високої продуктивності мають необхідний діапазон регулювання для зниження травмування і втрат зерна при збиранні. А ось післязбиральне очищення та сушіння можуть звести нанівець всі плюси, отримані в полі.
На рис. 4 наведено результати аналізу травмування пшениці, яка під час післязбиральної очистки була двічі пропущена через зерноочисну машину відцентрового принципу типу БЦС. Природно, що травмування, величина якого становила 92,4%, сталося в результаті неодноразових транспортувань норіями та іншими силовими механічними діями на зерно, але розрізані оболонки зародка й ендосперму «зобов’язані» відцентровому барабану.
Рис. 4. Україна. Виробництво пшениці, млн т
Зерно, будучи притиснутим відцентровою силою, набагато перевершує силу контакту на поверхню під впливом власної ваги, не може не травмуватися гострими крайками отворів висічених із тонкого сталевого листа, що коливається у вертикальному напрямку барабана. При великій кількості зернової маси до барабана притиснутий шар зерна, на який впливає відцентрова сила, пропорційна товщині цього шару зерна. Зрозуміло, що після такого очищення при певних несприятливих умовах з вологості і температури якість зерна зберегти не вдасться.
На наш погляд, підвищення якості очищення зерна після збирання можна виконати за рахунок очищення його на зерноочисних аспіраторах замкнутого типу. Дві переваги такого типу машин:
- відсутність будь-якого травмування зерна;
- глибоке монотонне регулювання потоків повітря і зерна дозволяє очищати будь-які с/г культури на режимах, що відповідають необхідній якості очищення.
Нами випускаються зерноочисні аспіратори, які мають такі конкурентні переваги.
Оптимізована траєкторія потоку зерна з урахуванням впливу на неї потоку повітря, що зноситься.
Повітря рухається по замкнутому контуру, що виключає установку циклону в основному потоці й істотно знижує споживання електроенергії з тієї причини, що примусова подача повітря (наддув) на вхід вентилятора знижує навантаження на електропривід робочого колеса, що дозволяє при оптимізації режиму виходити на підвищені оберти за рахунок збільшення частоти струму без перевантаження.
Плавне регулювання пропускної здатності (продуктивності) і швидкості повітряного потоку дозволяє оптимізувати відоме для різних с/г культур протиріччя: якість очищення і продуктивність.
Передбачено роздільне видалення пилу і сміття.
На рис. 5 показана схема зерноаспіратора Фадєєва (ЗАФ-30). Зерноочистка на ньому відбувається наступним чином.
Рис.5. Зерноаспіратор Фадєєва (ЗАФ-30)
Неочищене зерно з бункера (1) зсипається у профільований канал прямокутної форми (2), ширина якого у десятки разів більша за його товщину. Регулятор витрати зерна (3) задає необхідну продуктивність за рахунок зміни положення і забезпечує рівномірність безперервного потоку зерна.
Зерно, яке продувається повітрям, зноситься на полиці жалюзійної решітки (4). До кожної такої полиці прикріплюється роздільник зерна (5).
Роздільник зерна розосереджує і затримує падаючий зерновий потік (рис. 6) і, тим самим, збільшує час взаємодії зерна з повітрям, що рухається у міжзерновому просторі, що в сукупності з впливом струменів повітря різної швидкості істотно підвищує ймовірність виносу з зернового обсягу частинок, швидкість витання яких нижче швидкості витання зерна.
Рис. 6. Схема роботи роздільника зерна
Повітря з домішками, що важко осідають, всмоктується вентиляторами. На шляху руху цього потоку встановлений уловлювач частинок, що важко осідають (8), який обертає барабан та залишає частки на щітці (9). Видаляються частинки вентилятором відсмоктування (10) і відводяться у циклон (11). Очищене повітря знову подається на аспірацію.
Підвищення якості очищення зерна, особливо від дрібного сміття, на всіх ситових зерноочищуваних машинах можна отримати за рахунок заміни сит традиційного варіанту виконання на сита Фадєєва (рис. 7). Рішення просте, не дороге, але ефективне. При такій заміні підвищується як якість очищення, так і продуктивність. Зокрема, при установці таких сит на зерноочисну машину на одному з елеваторів фірми «Агротрейд» вдалося підвищити продуктивність очищення на 30% і видалити зі складу насіння кукурудзи насіння амброзії. Результат зрозумілий – «живий перетин» такого сита при тому ж розмірі отворів в 1,5–2 разів вище, ніж у сита з отворами круглої форми.
Рис. 7. Геометрія сит
Підвищенню якості очищення також сприяє установка решіт нової геометрії (решето Фадєєва) взамін плоских щілинних сит. Якість очищення при цьому підвищується за рахунок принципово відмінної взаємодії решета з зерном (рис. 8). Зерно на такому решеті повертається у напрямку, який визначається поперечиною, і приміряється до зазору між ними найменшим розміром – товщиною.
При очищенні зерна від великого сміття встановлюються решета, розмір у яких між поперечиною не менше товщини зернівки. При цьому варіанті через таке решето проходить все зерно, а сміття крупніше товщини зерна з решета сходить. На плоскому ситі того ж розміру зерно від великого сміття відділяється гірше, тому що воно не повертається і не приміряється до отвору сита товщиною. Такий принцип взаємодії решета з сипучим матеріалом, частинки якого мають різне значення величин довжини, товщини і ширини, дозволяють абсолютно видаляти із зернової суміші насіння бур’янів. Аналіз розмірів насіння бур’янів 40 різних видів показав, що всі вони проходять через розмір решета рівний 1,7 мм. Все зерно колосових культур при цьому сходить із решета. На рис. 9 наведено приклади розмірів шести бур’янів і принцип їх видалення зі складу зерна на решеті. Такі решета, крім дрібного сміття, видаляють також із зернової суміші щуплі, уражені, невиконані насіння.
Особливе місце такі решета займають при їх установці на барабанні сепаратори. Справа в тому, що в барабанних сепараторах із горизонтальною віссю обертання в процесі пересипання зернової суміші дрібне сміття падає повільніше великого з тієї причини, що відношення поверхні до маси частинок у зерна менше, ніж у дрібного сміття. Велике зерно при цьому встигає закрити отвір у нижній частині барабана раніше, ніж у нього потрапляє дрібна частка.
Рис. 9. Видалення насіння і плодів бур’янів на решетах Фадєєва
Так відбувається, наприклад, при очищенні великих зерен кукурудзи від дрібних зерен амброзії. А оскільки в нижній частині барабана отвори від застряглих у них зернах не звільняються, то дрібне сміття, переміщаючись разом із зерном, висипається у відповідній секції барабана з великими отворами.
Вийти зі становища знову дозволяють решета нової геометрії, при розміщенні поперечок решета в ролі тих, що утворюються (рис. 10). При цьому кільцеві щілини неможливо перекрити зерном, тим більше, що вони утворені кільцями круглого перетину, з якими сферичні зерна стикаються у двох точках (рис. 11).
Установка таких решіт на барабанні сепаратори типу КБС, «Луч» та інші вирішують проблему видалення насіння бур’янів, зокрема амброзії. Величина решета при цьому для колосових – 1,7, а для кукурудзи і сої – 2,5.
Шановний читачу, зрозуміло, що класність зерна визначається всієї його «біографією», починаючи з селекції, але сьогодні можна не допустити зниження класності вирощеного зерна за такими показниками, як його натура, частка битого зерна і якість його очищення.
Сьогодні обладнання дозволяє виділити з партії зерна нижчого класу ту частину, яка відповідає показникам вищого. У разі, якщо результати аналізів, які визначають класність зерна, перебувають між допустимими значеннями, наприклад, натура 750 г/дм3, зернова домішка 7%, сміттєві домішки 1,5% тощо, тобто зерно віднесене до третього класу, то і з партії такого зерна є прямий сенс виділити частину, що відповідає другому класу, знизивши тим самим показники решти, але залишаючи її в допуску третього класу.
Для такого завдання пропонується комплекс, що складається із зерноаспіратора Фадєєва і трьох очищувальних калібраторів. Один із них встановлюється на поділ віднесення, а два паралельно працюючих на доочистку основного потоку зерна попередньо очищеного на зерноаспіраторі (рис. 12).
Рис. 12. Схема очищення сої перед завантаженням на тимчасове зберігання
У таблиці наведені вимоги до пшениці різної класності. Істотна відмінність таких показників, як натура і частка домішок дозволяють виділити з зерна нижчого класу частку, що відповідає показникам вищого класу, без зниження початкової класності вихідної партії.
Таблиця. Вимоги до пшениці різної класності
Висновок
З метою підвищення доданої вартості доцільно підвищувати частку переробки зернових колосових культур і з продуктами переробки виходити на зовнішній ринок.
Прибутковість виробництва зерна лежить у покращенні врожайності, але здебільшого в підвищенні його класності.
