Способ автоматизированного управления аэрацией семян при хранении
Изобретение относится к сельскому хозяйству , в частности к автоматическому управлению аэрацией семян при хранении. Цель изобретения - повышение качества семян при хранении.Управление аэрацией семян осуществляется в два этапа: поддержание граничной влажности недозревших семян при положительных температурах до полного завершения процесса послеуборочного дозревания и регулирование влажности дозревших семян в зависимости от прогнозируемой конечной всхожести семян и их текущей температуры. Способ включает задание наименования поступившей на хранение культуры и значения граничной влажности ее семян, измерение текущих температуры поверхностного слоя насыпи семян, температуры и относительной влажности наружного слоя воздуха, расчет равновесной влажности наружного воздуха для этой культуры и ее сравнение с заданной граничной влажностью семян, а также включение вентилятора. Включение вентилятора осуществляют при условии, что равновесная влажность семян больше либо равна равновесной влажности наружного воздуха, которая в свою очередь больше либо равна граничной влажности семян, при этом граничная влажность семян не равна их равновесной влажности. Включение вентилятора и калорифера осуществляют при условии, что равновесная влажность наружного воздуха больше либо равна равновесной влажности семян, которая в свою очередь больше их граничной влажности. Переход от этапа управления аэрацией недозревших семян к этапу управления аэрацией дозревших семян осуществляют при условии, что текущая максимальная всхожесть семян больше либо равна граничной всхожести семян. 10 з.п.ф-лы, 7 ил. со О 2 ч4 OJ О
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (ю()з А 01 F 25/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0 М
Ф V (л) (21) 4606327/15 (22) 10,10.88 (46) 07,09.91. Бюл. 1Ф 33 (71) Всесоюзный научна-исследовательский институт механизации сельского хозяйства и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по esтоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) Ю.П,Секанов, Г,М.Гойхман, В.Н.Арзамасцев, Ю,П.Бурштейн, М.Г.Кинкер, А.В.Чистяков, В.П.Елизаров и В.Н.Лазутин (53) 633. 1 . 634.563(088,8) (56) Патент США М 4688332, кл. F 26 В 3/06. 1987. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
УПРАВЛЕНИЯ АЭРАЦИЕЙ СЕМЯН ПРИ
ХРАНЕНИИ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к автоматическому управлению аэрацией семян при хранении.
Цель изобретения — повышение качества семян при хранении. Управление аэрацией семян осуществляется в два этапа: поддержание граничной влажности недозревших семян при положительных температурах до полного завершения процесса послеуборочного дозревания и регулирование влажности дозревших семян в зависиИзобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к аэрации семян при хранении, Цель изобретения — повышение качества семян при хранении.
На фиг.1 изображена схематически последовательность операций предлагаемого Ж, 1674736 А1 мости от прогнозируемой конечной всхожести семян и их текущей температуры. Способ включает задание наименования поступившей на хранение культуры и значения граничной влажности ее семян, измерение текущих температуры поверхностного слоя насыпи семян, температуры и относительной влажности наружного слоя воздуха, расчет равновесной влажности наружного воздуха для этой культуры и ее сравнение с заданной граничной влажностью семян. а также включение вентилятора. Включение вентилятора осуществляют при условии, что равновесная влажность семян больше либо равна равновесной влажности наружного воздуха, которая в свою очередь больше либо равна граничной влажности семян, при этом граничная влажность семян не равна их равновесной влажности. Включение вентилятора и калорифера осуществляют при условии. что равновесная влажность наружного воздуха больше либо равна равновесной влажности семян, которая в свою очередь больше их граничной влажности.
Переход от этапа управления аэрацией недозревших семян к этапу управления аэрацией доэревших семян осуществляют при условии, что текущая максимальная всхожесть семян больше либо равна граничной всхожести семян. 10 з;п.ф-лы, 7 ил. способа автоматизированного управления аэрацией семян при хранении; на фиг,2 и 3 — кривые изменения граничных всхожести В и влажности W семян и их текущих равновесной влажности и всхожести на весь период автоматизированного управления аэрацией семян при хранении, на фиг.4 — 7
1674736 — кривые изменения текущих равновесных влажностей Wp семян и наружного воздуха и температуры Т семян при автоматизированном управлении аэрацией семян при храненИи на этапе послеуборочного дозревания, Способ реализуют следующим образом.
Объектом хранения является, например, насыпь семян ячменя, загруженная в металлическую емкость семенохранилища, территориально находящуюся в Калужской области, Параметры насыпи семян следующие: высота 2,5 м, масса 100 т, средняя влажность 19,3ф», средняя температура
25 С, среднее содержание семян основной культуры 97,0, всхожесть 19,75, органолептические данные(плесень, цвет, запах)— отклонений не имеет, вредителей в насыпи не обнаружено. Управление хранением зерна осуществляется оператором посредством блока управления. В соответствии с
ГОСТ по показателю содержания семян основной культуры семена ячменя, заложенные на хранение, отнесены к третьему классу. Для третьего класса посевного стандарта в условиях Калужской области граничная влажность семян равна 15,5, а всхожесть 90ф,. Граничное время хранения выбирают исходя иэ того, высева семян зерновых культур, что наиболее поздним сроком в Калужской области является 23 мая, Следовательно, граничное время хранения семян, например, с 3 августа по 23 мая равно 7104 ч.
Согласно схемы последовательности операций (шагов) предлагаемого способа управления (фиг.1) на шаге 1, используя кнопки, переключатели и цифровой индикатор блока управления (на фиг.1 не показаны), вводят: наименование культуры (ячмень), граничную влажность (15,5 (,), граничную длительность хранения (7104 ч) и граничную всхожесть(90 (»). На шаге 2 измеряют текущие время хранения, температуры и относительйые влажности наружного воздуха и межзернового пространства, например, с периодичностью в 1 ч. На шаге 3 рассчитывают равновесные влажности семян и наружного воздуха. На шаге 4, если равновесная влажность семян больше либо равна равновесной влажности наружного воздуха, которая в свою очередь больше либо равна граничной влажности семян, и при этом граничная влажность семян не равна равновесной влажности семян, то выполняют операцию 5, иначе — операцию 6.
На шаге 5 осуществляют аэрацию семян в насыпи наружным воздухом и далее выполняют операцию 9. На шаге 6, если равновес5
55 ная влажность наружного воздуха больше либо равна равновесной влажности семян, которая в свою очередь больше их граничной влажности, то выполняют операцию 7, иначе — операцию 9. На шаге 7, если условие операции 6 выполняется, например, более
24 ч, то выполняют операцию 8, иначе— операцию 2. На шаге 8 осуществляют аэрацию семян в насыпи искусственно подогретым наружным воздухом и одновременно выполняют операцию 9. На шаге 9, если граничная влажность семян больше либо равна равновесной влажности семян, то выполняют операцию 10, иначе — операцию 11.
На шаге 10 прекращают аэрацию семян в насыпи и одновременно выполняют операцию 11. На шаге 11, если послеуборочное доэревание семян завершено, то выполняют операцию 16, иначе — операцию 12. На шаге 12 осуществляют отбор проб семян из насыпи и измерение их текущей всхожести.
На шаге 13, если измерение текущей всхожести семян завершено, то выполняют операцию 14, иначе — операцию 2. На шаге 14, если текущая всхожесть семян в насыпи больше либо равна их граничной всхожести, выполняют операцию 15, иначе — операци о
2, На шаге 15 осуществляют ввод текущей максимальной всхожести дозревших семян в насыпи, например, в запоминающее устройство блока управления семенохранилищем. На шаге 16, если в данный момент времени осуществляется аэрация семян в насыпи, то выполняют операцию 2, иначе— операцию 17. На шаге 17 рассчитывают максимальную постоянную температуру и граничную влажность семян для периода времени хранения, например, равного 240 ч. На шаге 18. если текущее время хранения больше либо равно граничной длительности хранения, то выполняют операцию 19, иначе — операцию 2. На шаге 19 прекращают управление аэрацией семян при хранении и, например, индицируют на табло блока управления надпись "Семена к реализации готовы, хранение семян прекращено" с указанием влажности и всхожести семян.
На фиг.2 — 7 кривые 21 — 24 изображают текущие равновесные влажности и всхожести семян в насыпи и их граничные влажности и всхожести соответственно. На фиг.2 участки 20 и 25 показывают периоды времени управления аэрацией недозревших и дозревших семян соответственно, на фиг.3 кривые 21, 26 и 27 изображают изменение текущих равновесной влажности семян и наружного воздуха и температуры семян в период хранения на этапе послеуборочного дозревания, а участки 28 — 32 изображают периоды времени аэрации наружным возду1674736
10
55 хом. Расчет граничной влажности WI. на этапе хранения дозревших семян можно произвести по формуле
Wr = ехр ((Ap — А1Т - АгТ вЂ” In о) (A3 ) где Т вЂ” постоянная максимальная температура дозревших семян в насыпи, определяемая в интервале наиболее стабильной температуры суток (например, с 4 до 5 ч утра), С:
Ао,А1.Аг,Аз — коэффициенты (например, Ap=26,17; А1-0,0921; Аг=0,00096; Аз=5.896); а- величина, обратная характеристике изменения всхожести доэревших семян, определяемая по формуле где г- интервал времени постоянной максимальной температуры в насыпи, ч (для данного случая, например, 14 интервалов с
15 декабря по 23 мая: 360, 288, 240, 264, 240, 192,240, 240, 240, 240, 336, 432, 264 ч соответственно);
Хо — значение Х при t = О, отн,ед,;
Х вЂ” характеристика изменения всхожести дозревших семян, определяемая из формулы
Bгг.пп. -100 — 39 89 ехр (Х (2) ) х (Ь1у + Ьгуг + Ьзуз), где у = 1 (1 + рХ) р, b>,Ü2,b3 — коэффициенты (для данного примера b1 - 0,4351836, Ьг= — 0,1201676, Ьз-0,937298, p=0,332671;
Вг,п — граничная прогнозируемая всхожесть дозревших семян, на конец интервала t, определяемая из формулы т
Вг п. = Вн (Вмакс Br ) г, — т,,„, где Вн — всхожесть дозревших семян при =
О, ;
Вмдкс максимальная всхожесть семян после завершения послеуборочного дозревания, ;
Вг — граничная всхожесть семян в конце всего срока хранения,,6; тг- граничное время хранения (для данного примера Вг = 7104 ч) ч; т<.д.— длительность послеуборочного дозревания (для данного примера t .ä.=3240 ч), ч.
Из графиков на фиг.2 и 3 (кривые 23 и
24) следует, что при выполнении всех девятнадцати операций предлагаемого способа управления, приведенных на фиг.1, текущая всхожесть семян на конец срока хранения
23.05,87 превышает заданную граничную всхожесть, что подтверждает достижение поставленной цели изобретения и правильность предлагаемого способа управления.
Уменьшение текущей влажности семян с 15,5 до 12,0 на фиг.2 и 3 (кривая 21) связано с загрузкой в емкость, например, в октябре месяце партии семян ячменя массой 70 т с влажностью 9 + 11 и средней всхожестью 58 . Иэ графиков на фиг,4-7 (кривые 21, 26, 27) следует, что при выполнении операций, приведенных на фиг,1, на этапе послеуборочного дозревания в авгус з месяце в течение любого дня можно найти периоды времени, приведенные на фиг,4 — 7 (участки 28-32), в которые семена в насыпи можно вентилировать неподогретым наружным воздухом. При этом влажность семян в насыпи за 105 ч хранения снижается с 19,3 до 15,5, т.е. до кондиции.
Эффективность реализации нового способа управления аэрацией семян при хранении определяется в основном повышением их качества.
Формула изобретения
1, Способ автоматизированного управления аэрацией семян при хранении, включающий задание значения граничной влажности хранимых семян, измерение текущих температур поверхностного слоя насыпи семян, температуры и относительной влажности наружного воздуха, определение равновесной влажности наружного воздуха для хранимых семян, ее сравнение с заданной граничной влажностью семян и управление режимом работы системы аэрации, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса хранения семян путем регулирования параметров среды внутри хранилища при дозревании семян, задают граничные значения параметров степени дозревания, всхожести и длительности хранения семян, измеряют текущие значения времени хранения и всхожести семян в насыпи, определяют величину равновесной влажности семян, сравнивают ее с величиной равновесной влажности наружного воздуха и по результату сравнения осу ществля ют азра цию, если значение равновесной влажности семян превышает или равно значению равновесной влажности наружного воздуха, которая устанавливается больше значения граничной влажности семян в насыпи, если значения равновесной влажности семян меньше
1674736 величины равновесной влажности наружного воздуха, то дополнительно осуществляют подогрев аэроагента, одновременно сравнивают величины равновесной и граничной влажности семян в насыпи и, если величина 5 равновесной влажности семян меньше или равна граничному значению влажности семян, то прекращают аэрацию последних, производят отбор проб семян из насыпи, определяют текущие значения степени до- 10 зревания семян, сравнивают его с граничным значением этого параметра и, если текущее значение степени дозревания семян в насыпи меньше граничного значения этого параметра, то определяют текущее 15 значение всхожести семян, сравнивают его с граничным значением этого параметра и, если текущее значение всхожести семян в насыпи больше или равно граничному значению и текущее значение степени дозрева- 20 ния семян насыпи превышает или равно граничному значению этого параметра, то определяют величину максимальной постоянной температуры и граничное значение влажности семян для периода их хранения 25 с последующим сравнением текущего и граничного значений длительности хранения семян индикацией результата сравнения и прекращением управления процессом аэрации семян, если текущее значение дли- 30 тельности хранения семян превышает граничное значение этого параметра, при этом. если текущие значения длительности хранения и всхожести семян в насыпи меньше граничных значений этих параметров, то 35 осуществляют повторное измерение величин текущего времени хранения, температуры и относительной влажности наружного воздуха и повторяют процесс управления режимами аэрации семян при хранении. 40
2, Способ по п.1, отличающийся тем, что постоянную максимальную темперагуру дозревших семян в насыпи определяют в интервале наиболее стабильной температуры суток по результатам опроса 45 первичных измерительных преобразователей температуры из соотношения
Тмакс Т1, 50 где Тмакc — постоянная максимальная температура дозревших семян в насыпи, С;
Т вЂ” результаты опроса первичных измерительных преобразователей температуры, OC 55
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что граничную влажность дозревших семян Wc.rp на период их постоянной максимальной температуры рассчитывают по формуле
Wc гр = ехр((Ao А1Т-АгТ вЂ” 1и о) (Фе) ), где и- величина, обратная характеристике изменения всхожести дозревших семян, отн.ед„
Т вЂ” постоянная максимальная температура дозревших семян, в насыпи, определяемая в интервале наиболее стабильной температуры суток, С;
Ао, А1, Аг, Аз — коэффициенты, 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что величину, обратную характеристике изменения всхожести дозревших семян, рассчитывают по формуле г
Х:х где о — время хранения при постоянной максимальной температуре дозревших семян в насыпи, ч;
Х вЂ” характеристика изменения всхожести дозревших семян, отн.ед,;
Xо — значение X при т- О, отн.ед.
5. Способ по и 4, отличающийся тем, что величину характеристики изменения всхожести дозревших семян определяют по формуле
Br n= 100 — 39.89 ехр(-X (2) ) <
° (Ь1 у+ Ьг у +Ьз y), ° гдеу=1 (1+ р X) р. bi, Ьг, Ьз — коэффициенты;
В .п — граничная прогнозируемая всхожесть дозревших семян на конец интервала г, (.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что текущие равновесные влажности для проса определяют по формуле йт.р, = сp+ с1 p+ сгТ + c3 . фг + с4 т где с, с1, сг, сз, с4 — коэффициенты, отн.ед.;
T, p — температура и относительная влажность воздуха, соответственно С и ;
W р — текущие равновесные влажности, .
7. Способ по п1,отличающийся тем, что текущие равновесные влажности для ячменя, пшеницы, ржи и овса определяют по формуле
Лт.р= do + d1 T + dz где do, di, бг — коэффициенты, отн.ед, 1674736
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что текущие равновесные влажности для риса-сырца определяют по формуле
Wrр= fo+ 1 P+ 2 Т +
+4 f +f4 ф +f5 ф Т где 1о, б, f2. з, f4, fs — коэффициенты, отн.ед.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что текущие равновесные влажности для риса обрушенного определяют по формуле
Wr.ð. 9о + 91 P+ 92 "+
93 Р Т+ 94 P+ 95 P +
+я Т ° где gp 91 92 93 94 95 96 коэффиЦиенты отн.ед.
10. Способ поп,1, отл ича ю щийс я тем, что текущие равновесные влажности для кукурузы определяют по формуле
Wy.р- .+ Z) (P Z2 T+ Z3 P2+24 P +Z5 Т где Q, 21, Z2, 2з, Z4, Zs — коэффициенты, отн.ед.
11. Способ по п.5, о т л и ч à ю шийся
5 тем, что граничную всхожесть дозревших семян на конце периода их постоянной максимальной температуры определяют по формуле
1О т
Вг.п Вн (Вмакс Bг) —
Тà — гп.д. > где Вг.л — граничная прогнозируемая всхожесть дозревших семян на конец периода
15 их постоянной максимальной температуры, 1
B — всхожесть дозревших семян на начало периода их постоянной максимальной температуры, ;
20 Вм с — максимальная всхожесть семян в момент окончания периода послеуборочного дозревания, ;
Вг — граничная всхожесть семян, (,; т — период постоянной максимальной
25 температуры семян, ч; тг — граничная длительность хранения семян в насыпи, ч; т,.д. — время послеуборочного дозревания, ч.
1674736
8,%
3,08,88 5 098Б ЗЛО 88 Л1 8б Л!Ебб Д,апт
Фиг. Г
8,%
Е 0187 30Ã87 ЛИ87 704.87 2305.67 Тч
Фиг. 5
1674736
1 Г) 74736 хта
22
2f
20 (9
48
47
4Ф
И
4г
44
f0
75 Гч
65 ж. 6
wg 7
2г
49
47
4б
И
И
44
40 d5 90
95 100 405 <," Фяг. 7
Составитель Б.Кузьмич
Техред М.Моргентал
Корректор С,Черни
Редактор Н,Горная
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2946 Тираж 395 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
