Анализ современного состояния подготовки семян овощных культур и задачи проектирования

Загрузка...

Анализ физических свойств семян огурца

Огурец относится вместе с тыквой, дыней и арбузом к семейству тыквенных. Семя удлиненное, яйцевидное и плоское с заметным, обходящим его кантиком, который иногда образует более светлый ободок. Боковые поверхности слегка выпуклые, иногда плоские или даже посредине впалые.

Наружный слой семенной кожуры состоит из удлиненных, призматических, вертикально поставленных клеток, на поперечном разрезе которых видны утолщенные стенки, покрытые снаружи кутикулой. Следующий слой кожицы состоит из одного ряда шаровидных, несколько удлиненных клеток, между которыми находятся большие межклеточные пространства. Третий слой представлен крупными, угловатыми, склеренхимными клетками с толстыми стенками; четвертый - одним слоем сжатых клеток, а пятый образован 3-4 рядами паренхимных клеток, под которыми находится еще 2-3 ряда плоских, тонкостенных клеток. Этот последний слой непосредственно граничит с остатками перисперма, под которым лежит один слой клеток редуцированного эндосперма, наполненных капельками жира и алейроновыми зернами. В зрелых семенах этот слой содержит много желтого пигмента.

Зародыш имеет две плоских семядоли. Под кожицей семядолей находится слой из двух рядов палисадных клеток, а под ними - клетки таренхимы. Все клетки зародыша наполнены капельками жира и алейроновыми зернами, но крахмала не содержат.

Размеры семян: длина 8-11 мм, ширина 3-4 мм, толщина 1-2 мм. Поверхность гладкая, матовая или слегка блестящая, кремового, светло-желтого, иногда красноватого цвета. Старые, неправильно убранные или неправильно хранившиеся семена имеют серую или коричневатую окраску.

Вес 1000 семян 21-27 г. Коэффициент размножения 30-40.

Посевной материал огурца обычно чистый, без примеси семян других культурных растений или сорняков. Часто встречается слишком большое количество пустых семян..

Физические свойства семян имеют огромное значение для технологии хранения семенной массы. Это заметно уже при уборке и отчистке и играет важную роль в процессах сушки и хранения. Физические свойства характерны как для отдельных семян, так и для семенной массы. Следует подчеркнуть, что они тесно связаны с анатомическим строением семени и с его физиологическими свойствами. Эта связь позволяет нам до некоторой степени судить о других свойствах семян. Можно сказать, что качество отдельного семени, то есть все его свойства, определяются биохимическим, физиологическим и физическим состоянием в пределах определенного вида (сорта).

Качество семенной массы зависит, кроме того, от многих факторов среды, в которой она помещена и хранится.

Различают физические свойства отдельного семени и их совокупности (семенной массы), хотя часто между ними не существует резкой границы. К свойствам, характеризующим, прежде всего отдельные семена, относится: форма, величина, вес, выполненность, парусность и сопротивление сжатию; кроме того, коэффициент трения и теплопроводность, что имеет важное значение и для семенной массы. Семенную массу характеризуют: плотность, скважность, сыпучесть, трение, расслоение (самосортирование) и теплопроводность.

Значение физических свойств семян важно для проектирования машин и оборудования хранилищ. Многие машины для отчистки семян основаны на принципе разделения семян по разнице между компонентами семенной массы и удельном весе, отделения сыпучих семян на триерах, змейках и т.д. Такие физические свойства, как сыпучесть семян, трение на разных поверхностях, натурный вес и другие, принимаются во внимание при проектирование зернохранилищ, например, при строительстве элеваторов, для расчета прочности конструкции, надлежащего выбора вспомогательных устройств и других элементов технологии хранения.

Существующие способы и средства для сортировки семян овощных культур.

Механические свойства семян

Для разделения семян на фракции разных размеров применяются решета с определенной формой и размерами ячеек. Зерна, которые меньше ячеек, проходят через решето, а более крупные сходят с него. Большинство семян можно охарактеризовать тремя признаками: длина (больший их размер), толщина (меньший размер) и ширина (средний размер). Таким образом, в зависимости от формы ячеек решета на нем можно разделить семена на фракции, которые различаются по толщине или по ширине, на разницу в длине решета не улавливают. Решето с прямоугольными ячейками разделяет семена по толщине, решето с круглыми или квадратными ячейками - по ширине. Решета с квадратными ячейками имеют малую точность разделения, поэтому что через них проходят и более широкие зерна, чем сторона квадрата, в том случае, если они будут расположены по диагонали ячейки. Поэтому решета с квадратными ячейками применяются преимущественно для не очень точной первичной очистки. Решета для предварительной очистки могут быть тканными или плетенными в виде сеток. Решета для вторичной очистки с прямоугольными или круглыми ячейками изготавливают из жести, в которой пробивают отверстия. Однако возможность искажения формы жести во время пробивания отверстий не позволяет располагать ячейки очень густо, из-за чего общая поверхность малых ячеек не превышает 20%, а крупных- 50% поверхности решета, тогда как у тканого сита она достигает 70%. В результате этого 1 м2 площади решеток разного рода просеивает неодинаковые количества семян или примесей.

В машинах для вторичной очистки применяется третье решето, которое разделяет сами семена на выполненные и щуплые. В этом случае применяют параллельную систему из двух решет, а третье служит продолжением нижнего решета. Обычно решета нумеруют, и номер означает размеры ячеек в миллиметрах. Так, в решето №2 имеет ячейки с диаметром или шириной 2 мм или чуть больше, что позволяет просеивать семена шириной или толщиной до 2 мм.

В семяочистительных машинах решета прикреплены к рамам, подвешенным на пружинящих пластинах и приводимых в движение с помощью коленчатого вала или эксцентрика. Поверхность решета должна быть наклонена под таким углом к горизонту, чтобы движение решета обеспечивало постепенное продвижение семян в направлении наклона. В машинах для первичной очистки решетам часто сообщается движение под прямым углом к направлению наклона, чтобы обеспечить распределение скапливающейся посредине массы семян, по всей их поверхности. В машинах для вторичной очистки направление движения решет чаще всего параллельно направлению наклона. Возможна регулировка амплитуды колебаний решета или частоты движений.

Регулируя эти величины, нужно обратить внимание на движение семян по решету, потому что при медленном движении могут образовываться заторы, а при слишком быстром- семена перескакивают через ячейки, что ограничивает возможность полного их выделения. Примером использования разницы в скорости по наклонной плоскости по сравнению со скоростью падения с нее служит скатная доска для очистки гороха, состоящая из двух наклонных плоскостей, разделенных зазором.

Скорость движения семян по решету можно регулировать путем подбора величины амплитуды (регулирование длины плеча приводного устройства) или частоты колебаний решет (регулирование числа оборотов приводного вала). Когда использует решета с продолговатыми ячейками, длина которых в несколько раз больше длины семян, скорость движения семян может большей, чем на решетах с круглыми ячейками.

Фракцию семян, которая проходит через решета, называют проходом, а фракцию, которая сходит с него,- сходом. Коэффициент очистки определяется количественным отношением полученного прохода к количеству семян, которые должны пройти через ячейки решета по их размеру. Он колеблется в пределах 0,60-0,75 и только в исключительных случаях может достигать 0,90. Коэффициент очистки 0,60 означает, что при плохих условиях работы будет просеяно лишь 60% таких семян, которые по своим размерам должны были бы пройти через ячейки решета.

Электрические способы

Работа по разделению семян огурца в электростатическом поле по напряженности их ориентации была проведена доктором технических наук, профессором Тарушкиным В.И. в МГАУ. Проведенными им исследованиями установлено, что семена, близкие по форме к вытянутому эллипсоиду вращения (пшеница, рожь, ячмень ), можно разделять в электростатическом поле по напряженности их ориентации на различные по качеству фракции. Однако среди сельскохозяйственных культур имеются семена, которые по форме очень сильно отличаются от семян, близких к вытянутому эллипсоиду вращения, например, семена огурца. Их можно отнести с сплюснутому разновытянутому эллипсоиду вращения. Выделение биологически однородных семян огурца по напряженности ориентации имело большое практическое значение в селекции при получении гетерозисных гибридов. Цель исследований- выяснение возможности разделения семян огурца в электростатическом поле на фракции по напряженности их ориентации и последующее изучение особенностей роста и развития каждой фракции для выяснения возможностей разделения семян, дающих женские и мужские растения.

Исследовали семена огурца, сорта "Урожайный 38". Калибровка семян по весу осуществлялась на аналитических весах с точностью до 0,1 мг. Все отобранные семена были разделены в электростатическом поле по напряженности их ориентации на шесть фракций. В первую фракцию вошли семена, ориентирующиеся ( устанавливающиеся) вдоль силовых линий электростатического поля при напряженности до 5,5*106 В/м, во вторую- ориентирующиеся при напряженности до 5,75*106 В/м, в третью, в-четвертую и пятую- соответственно при напряженности 6*106, 6,5*106 и 7*106 В/м. Последнюю фракцию составляли семена, ориентирующиеся только при напряженности 10,5*106 В/м, и те, которые при данной напряженности на ориентировались.

Данные эксперимента показали, что семена огурца, однородные по физико- механическим свойствам, разделяются в электростатическом поле по напряженности их ориентации. При этом следует отметить, семена меньшим весом ориентируются в основном при более низкой напряженности электростатического поля.

Изучение биологических особенностей растений в зависимости от напряженности ориентации семян в электростатическом поле проводилось с семенами двух групп, имеющими вес 28,5 и 30,5 мг. В течение вегетационного периода проводились наблюдения за прохождением фенологических фаз развития. динамикой роста и характером сексуализации растений.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что напряженность электростатического поля, равная напряженности ориентации семян, не производит угнетающего действия на рост и развитие растений и даже в некоторой степени стимулирует их.

Растения, выращенные из семян, разделенных в электростатическом поле по напряженности их ориентации, отличались более интенсивным ростом по сравнению с контрольными, хотя число междоузлий к концу вегетации у последних было несколько больше. Наибольший рост имели растения, выращенные из семян, ориентирующихся при более высокой напряженности. Растения всех изучаемых фракций были доведены до плодоношения. Зеленцы каждой из фракций не отличались по морфологическим и вкусовым качествам и были типичными для данного сорта.

Рекомендуемая технологическая схема.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к машинам для сеперации овощных культур (в частности, семян огурца).

Известны триеры, включающие заземленную поверхность с ребрами-полочками и электрод, установленный в зоне разделения семян. Рабочая поверхность выполнена в виде триерного цилиндра, что ограничивает производительность и ухудшает качество разделяемого материала из-за воздействия центробежных сил.

В предлагаемом варианте рабочая поверхность выполнена в виде вертикально установленной бесконечной ленты с ребрами-полочками, что позволяет избежать воздействия центробежных сил на семена, а, следовательно, увеличить производительность и качество семян огурца.

Триер состоит из загрузочного бункера 1, заземленных барабанов 2, на которые натягивают являющуюся проводником бесконечную ленту 3. На ленте выштампованы ребра-полочки 4. Расстояние между полочками делается достаточным для помещения семян огурца обоих компонентов. Ширина полочек принимается равной или насколько большей ширины семени огурца. Электростатическое поле образуется между закрытым диэлектрической прослойкой 5 и плоским электродом 6, к которому подведен потенциал от высоковольтного выпрямительного устройства, и выполненной из проводящего материала лентой 3 с ребрами-полочками 4. Для длинной фракции служит бункер 7, для короткой- бункер 8.

Триер работает следующим образом.

Смесь длинных и коротких семян огурца загружается в

бункер 1, где подхватывается ребрами-полочками движущейся ленты и выносится в межэлектродное пространство, где подвергается действию электростатического поля.

Вращающийся момент поля разворачивает длинные семена, выбирая их с полочки, и они под действием силы тяжести сваливаются в бункер 7.

Короткие семена подвержены действию меньшего вращающего момента поля, не разворачиваются и относятся лентой в приемный бункер 8.

 

Загрузка...
Комментарии
Отправить