18 Марта 2020

Техника для льна

Техника для льна

Текст: А. Н. Головков, зав. лабораторией испытания машин для уборки и послеуборочной подработки зерновых и технических культур, ФГБУ «Центрально-Черноземная государственная зональная машиноиспытательная станция»; М. А. Федин, гл. конструктор, канд. техн. наук, ПАО «Пензмаш»; А. М. Гимадиев, гл. инженер, заслуженный конструктор РФ, ОАО «Кузембетьевский РМЗ»

В последние годы в мире возрос интерес к использованию льна не только в легкой, но и в пищевой промышленности. В связи с этим особую значимость приобретают механизированные технологии уборки данной культуры с помощью комплекса машин и технических средств, соответствующих зональным условиям и удовлетворяющих требованиям ресурсосбережения и экологии.

Употребление льняного масла в пищу связано с его лечебными свойствами, обусловленными высоким содержанием линоленовой кислоты — омега-3. Оно способствует выведению из организма холестерина, улучшению обмена белков и жиров, нормализации артериального давления. Масло значительно снижает риск сердечно-сосудистых и раковых заболеваний, а также уменьшает аллергические реакции.

ВАРИАТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

В России встречается более 40 видов данной культуры. Наибольшее значение в сельском хозяйстве при получении волокна и масла имеет лен обыкновенный, который подразделяется на пять подвидов. Из масличного типа получают техническое масло и дешевый растительный белок для животноводства. В семенах этого льна содержится до 48% масла, которое используется в виде сырья для ряда отраслей промышленности — лакокрасочной, мыловаренной, кожевенно-обувной и других. После извлечения данного продукта остается жмых или шрот при экстрагировании — ценный концентрированный корм. В первом содержится 30,8% белка и 6,8% масла, во втором — 33,6 и 2,5% соответственно. В практике кормления сельскохозяйственных животных льняной жмых признается одним из лучших. Из стеб­лей льна, содержащих в среднем 12–18% волокна, изготавливаются грубые ткани, мешковина, брезент, шпагат, упаковочные и теплоизолирующие материалы. Соломка используется для выработки бумаги и картона, а льняная костра — для создания плит методом прессования.

Одной из разновидностей культурного льна является евразийский подвид и его представитель — лен-долгунец, у которого стебель служит основной продуктивной частью. Период его технической спелости продолжается около 8–10 дней, но в жаркую погоду он может быть короче. Обычно выделяются общая и техническая длина стебля. Первая измеряется от места прикрепления семядольных листочков до верхушки верхней коробочки соцветия, вторая и наиболее важная часть, дающая длинное ценное волокно, — от места прикрепления листочков до начала разветвления соцветия.

ЛЬНЯНОЙ КЛАСТЕР

Сегодня лидером в производстве льна-долгунца является Смоленская область, где природно-климатические условия, предусматривающие кислотность почвы на уровне 5–6 единиц, ее влагообеспеченность в достаточной мере, содержание гумуса в ней до 2% и мелкоконтурность полей позволяют успешно возделывать данную культуру в системе севооборотов. В 2012 году в целях формирования условий, обеспечивающих функционирование отрасли льноводства за счет повышения конкурентоспособности и экономического потенциала хозяйствующих субъектов, в регионе было зарегистрировано некоммерческое партнерство «Смоленский льняной кластер» с замкнутой структурой производства, переработки и реализации продукции, включающей техническое обеспечение и научное сопровождение. В рамках данного объединения выпускается, в том числе, техника для уборки льна-долгунца.

Для современных технологий возделывания и сбора данной культуры был разработан новый комплекс машин, включающий плуги для гладкой вспашки, предназначенные для тракторов 2, 3 и 5 тяговых классов, чизельные культиваторы с приставкой для полупаровой и финишной подготовки почвы. Дополнительно предусмотрены разбрасыватели удобрений, опрыскиватели, пневматические льняные сеялки СПУ-6ЛЦ, -4Л, -3Л, комбинированные почвообрабатывающие и посевные агрегаты, обеспечивающие внесение стартовой дозы фосфорных туков. Такой набор позволяет качественно вспахать почву, равномерно внести подкормки, подготовить семенное ложе, произвести посев на заданную глубину и своевременно выполнить химическую обработку. Применение нового оборудования позволяет повысить урожайность семян и льнотресты на 15%, уменьшить общие затраты на 15–20%, металла — на 10–15%, топлива — на 20–25%.

ТЕХНОЛОГИИ СБОРА

Для уборки льна сегодня применяются комбайновая и реже раздельная рулонные методики, для каждой из которых был разработан комплекс машин. Наиболее прогрессивной и эффективной считается первая технология, однако способ обычно подбирается с учетом складывающихся в период сбора погодных условий. При раздельной двухфазной уборке выполняются теребление с укладкой стеблей в ленты, а затем их оборачивание в поле. В переработке вороха от комбайнов применяются предшествующее сушке обогащение и разделение на фракции: путанину с сорняками и семена с мякиной. Досушивание только последних до кондиционной влажности 13% для льна масличного и льна-долгунца требует меньшего расхода топлива, который составляет 80–90 кг/т вороха. Экономия энергетических ресурсов обусловливает необходимость заготовки льнотресты методом росяной вымочки на льнище. При этом обязательным приемом ускорения данного процесса, повышения качества льноволокна и сохранения урожая является оборачивание лент: одно- и двухразовое при урожайности сырья от 3 до 8 ц/га, двух- и трехразовое — более 8 ц/га. При сборе до 3 ц/га целесообразно использовать только вспушивание лент.

Схема технологии уборки льна.png

В последние годы уборка льнотресты осуществляется с постоянным увеличением объемов заготовки по рулонной технологии, обеспечивающей комплексную механизацию работ как в поле, так и на льнозаводе. Раздельный сбор можно начинать в период желтой спелости. За счет более ранних на 5–10 дней сроков теребления сокращается время вылежки тресты, при этом она получается с увеличенным выходом длинного волокна и более высокого качества — на 0,3 номера.

ИСПЫТАНИЯ ПО ОЧЕСЫВАНИЮ

В хозяйствах Смоленской области для сбора льна-долгунца применяется выпускавшееся ранее очесывающее навесное оборудование ЖО-6, предназначенное для уборки прямым комбайнированием зерновых и крупяных культур, семенников трав путем счесывания зерна с колосьев и подачи очесанной массы в наклонную камеру молотилки. Агрегат может использоваться во всех зерносеющих зонах страны и навешиваться как на отечественные, так и на зарубежные зерноуборочные комбайны. Конструкция ЖО-6 включает каркас, на котором смонтированы очесывающий барабан с гребенками, шнек, обтекатель с гидросистемой для его перемещения, привод, а также отсекатели и транспортные планки.

Общий вид оборудования зерноуборочного очесывающего навесного ЖО-6.png

Несколько лет назад экспертами были проведены государственные испытания данного очесывающего оборудования в ООО «Колхоз Новосельский», расположенном в Вяземском районе Смоленской области и специализирующемся на возделывании льна-долгунца. Условия опытов на прямом комбайнировании характеризовались определенными показателями. Так, растения в фазе ранней желтой спелости составляли 13%, желтой — 76%, полной — 11%, что является оптимальным условием для уборки этой разновидности льна на волокно и семена. Урожайность равнялась 10,5 ц/га с соотношением массы семян и стеблей 1:6,8. Влажность первых равнялась 14,4%, а вторых — 52,7%, что соответствовало значениям по практическому руководству «Масличный лен. Современные технологии возделывания». Полеглость растений не превышала 3% при нулевой засоренности культуры, а их высота достигала 97 см, что удовлетворяло диапазону, приведенному в руководстве, — 60–120 см. Опытные поля обладали ровным рельефом с уклоном некоторых участков до 2º, посторонние предметы на них отсутствовали. Влажность почвы в слое 0–10 см составляла 20,4% при твердости 1,1 МПа. Таким образом, условия не препятствовали выполнению технологического процесса на прямом комбайнировании. Лабораторно-полевые оценки агрегата ЖО-6, находящегося в эксплуатации 3 года, проводились согласно СТО АИСТ 8.20–2010 «Испытания сельскохозяйственной техники. Приспособления к зерноуборочным машинам для уборки неколосовых культур. Методы оценки функциональных показателей» на очесывании льна-долгунца сорта Агата на трех скоростных режимах: 5,6, 7 и 9 км/ч при значении по ТУ до 9 км/ч. Оборудование агрегатировалось с самоходным зерноуборочным комбайном КЗС-1218, выпущенным в 2011 году.

ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА

Условия испытаний и характеристика убираемой культуры были типичными для прямого комбайнирования льна-долгунца. Агрегат обслуживался одним механизатором. На указанных скоростных режимах производительность машины составила 3,46, 4,19 и 5,26 т/ч соответственно, при этом общие потери семян достигали 1,67, 3,1 и 5,78%, в том числе в очесанных коробочках — 0,9, 1,56 и 2,71%, не очесанных — 0,77, 1,54 и 3,07%. Анализ этих цифр показал, что убытки при уборке с помощью ЖО-6 распределялись почти поровну. Качество семян из бункера комбайна по режимам было получено следующим: дробление — 1, 0,87 и 0,67%, содержание сорной примеси — 1,67, 1,93 и 2,6%. Следует отметить, что в процессе работы уборочного агрегата перед лабораторно-полевыми испытаниями на скоростном режиме более 7 км/ч отмечалось наматывание стеблей на шнек очесывающего устройства. Данный факт еще раз подтверждает, что уборка льна в фазе полного созревания семян при влажности стеблей 40% и более затруднена из-за накручивания частей на вращающиеся механизмы комбайна, а поступающие с поля семена требуют немедленных очистки и сушки. Во время испытания проанализировать потери семян и качественный состав бункерного вороха не представилось возможным из-за отсутствия их нормативных значений как в ТУ, так и в практическом руководстве. Однако необходимо заметить, что дробление семян на всех режимах уборки было получено в диапазоне от 0,67 до 1%, что оказалось существенно меньше допустимой величины при сборе пшеницы прямым комбайнированием — не более 2%. Содержание сорной примеси в бункерном ворохе на скоростных режимах 5,6 и 7 км/ч комбайна КЗС-1218 составило 1,67 и 1,93% соответственно, что также удовлетворяло предъявляемому показателю не более 2% при уборке пшеницы. При перемещении агрегата со скоростью 9 км/ч концентрация примеси в ворохе равнялась 2,6%. В связи с этим был сделан вывод, что в данных условиях эксплуатации при оптимальном качестве выполнения техпроцесса скорость движения комбайна не должна превышать 7 км/ч. В самом хозяйстве в первые 2 года использования ЖО-6 выявлялись и устранялись недостатки, учитывались замечания, а третий год показал эффективность его эксплуатации и высокую техническую надежность.

ОБЗОР ТЕХНИКИ

Многие сельхозмашиностроительные компании, в том числе российские, постоянно ведут поиск решений для коренной модернизации очесывающего устройства. Его результатом стало навесное оборудование с теребильным аппаратом для сбора льна-долгунца ЖТА-4, агрегатируемое с отечественными и импортными комбайнами. Новая разработка успешно прошла заводские испытания и в ближайшее время станет доступной для приобретения. Помимо этого, для сбора льна-долгунца в хозяйствах Смоленской области используются прицепные и самоходные льноуборочные комбайны. К первым относятся «Двина-4М» белорусского производства, отечественные «Русич» и КЛ-1,5, а ко второй — И-26 и Union от российской компании. При раздельном сборе культуры применяются в основном роторные косилки, при тереблении задействуются самоходные белорусские льнотеребилки, в частности ТСЛ-2,4 и ЛТС-2, а также отечественные прицепные агрегаты, выпускаемые ООО «ТексИнж».

В отличие от предприятий Смоленской области, хозяйства Курской области занимаются возделыванием льна только на масло. Для его сбора используются зерноуборочные комбайны российского производства, а также имеющиеся в наличии зарубежные машины. Общение со многими руководителями компаний региона свидетельствует о том, что для уборки масличного льна желательно применять технику с классической схемой очистки и клавишным соломотрясом, поскольку роторные обмолот и сепарация приводят к нарушениям технологического процесса: жгутированию стеблей и прочему. Для уменьшения дробления семян по причине их высокой стоимости по сравнению с зерновыми колосовыми культурами специалисты при настройке машины увеличивают зазор на выходе подбарабанья, поэтому количество целых коробочек в бункерном ворохе может составлять до 10%. Одним из белорусских предприятий выпускается комбайн льноуборочный самоходный КЛС-3,5, который осуществляет теребление и выдергивание из почвы стеблей льна-долгунца с последующей транспортировкой коробочек в бункер объемом 3,5 куб. м, а соломы — в ленту. Данный способ пока не нашел применение в нашей стране.

ОСОБЕННОСТИ УБОРКИ

Проведенные ранее ФГБНУ «ВНИИ льна» научные опыты позволили установить, что при тереблении данной культуры в ранней желтой спелости теряется до 12% семян, через две недели — свыше 16%, еще спустя 14 дней — до 30%, то есть каждый день запаздывания с уборкой ведет к потерям волокна в среднем на 2–3%, семян — до 1,5%. Кроме того, задержка увеличивает вероятность зараженности сырья болезнями. Увеличение массы 1000 штук семян, а также содержания в них жира происходит до фазы желтой спелости, при этом зерна в данный период отличаются самой высокой всхожестью, тогда как в стадии зеленой спелости они щуплые, обладают низкими посевными качествами и меньшим количеством жира. При уборке льна в фазе полной спелости, когда все коробочки имеют бурый цвет и коричневые семена, масса 1000 штук зерен и концентрация в них жира изменяются незначительно, однако посевные качества заметно ухудшаются.

Для оборачивания лент обычно применяются как самоходные, так и прицепные специальные машины. К их числу относятся агрегаты ОСЛ-1 и ОЛ-140 «Долгунец» белорусского производства, самоходные оборачиватели Union и ОЛЛ-1Ч от российских компаний. Из вспушивателей можно использовать отечественные орудия прицепного типа ВВЛ-3 и ВЛК-3Ч, а также зарубежную технику — ВЛН-4,5 и ВВЛ-3,4. Основным энергетическим средством для погрузки и доставки рулонов к месту хранения обычно выступает известный трактор МТЗ-82.1, причем перемещение тюков в прицеп осуществляется с помощью специального навешиваемого устройства.

ВЫСУШИВАНИЕ СЕМЯН

Если влажность сырья после уборки превышает нормативное значение 13% — как правило, при сборе оно составляет 14% и более, — возникает необходимость применять сушилку. Семена льна очень быстро отдают влагу, однако из-за их малых размеров, низкой скважности и слипаемости сушка в неподвижном слое затруднена. По этим причинам для осуществления данного процесса можно рекомендовать карусельные зерносушилки, где была реализована схема сушки в противотоке с теплоносителем. К такому типу относится оборудование СКМ-1 для малосыпучих материалов — льновороха, метелок сорго и прочего, разработанное еще в прошлом столетии. Впоследствии на его основе были созданы зерновые сушилки СКЗ-8 и -10, а также более совершенные орудия серии СКУ. В них весь процесс осуществляется во вращающейся цилиндрической камере диаметром до 6 м при толщине слоя материала около 0,5 м. Платформа имеет перфорированное днище из пробивных решет, под которое нагнетается теплоноситель. Зерно из нижнего слоя удаляется с помощью выгрузного устройства, а сверху добавляется часть исходного сырья. Достоинствами этих механизмов являются малый объем строительных работ, незначительная высота, что упрощает обслуживание и контроль над работой, но самое главное — возможность сушки любых партий семян. Более того, отсутствует необходимость полной загрузки, в отличие от стационарных колонковых и шахтных сушилок. Подобные карусельные зерносушилки до сих пор эксплуатируются в отдельных хозяйствах от Калининградской области до Урала и Сибири. Единственным недостатком этого оборудования, включая СКМ-1, является отсутствие охладительных колонок.

Для сушки семян льна можно использовать барабанные устройства. Однако следует отметить, что в передвижных зерносушилках, в том числе зарубежного производства, применяемых для обработки данной культуры, также не предусмотрены охладительные секции. При этом на всех установках и при работе с любой культурой важно соблюдать температуру теплоносителя и нагрева семян. Сейчас одно из российских предприятий предлагает аграриям различные варианты подходящего оборудования в зависимости от валового объема и финансового состояния. Так, малым фермерским хозяйствам подойдут установки серии СЗТ-2,5 (Т), -5 (Т) и -8 (Т), а крупным компаниям — линейки СЗТ-12 (Т), -16 (Т), -20 (Т), -25 (Т), -30 (Т) и -45 (Т). Литера Т обозначает исполнение для сушки трав.

ПРОБЛЕМА КОРОБОЧЕК

Для предварительной, первичной и вторичной очистки льна сегодня существует большой выбор качественной отечественной техники. Первый этап, предусматривающий уменьшение содержания органической примеси, то есть путанины, и семян сорных растений, необходимо реализовывать сразу после поступления вороха из-под комбайнов. Однако в этом случае аграрии нередко сталкиваются с проблемой нераскрытых коробочек. Для ее решения российской компанией было разработано устройство для их перетирания с последующей очисткой семян — УПКОЛ-1,2, монтируемое на пневмосортировальную самопередвижную машину ПСМ-5МС.

 Устройство для перетирания коробочек и очистки льна УПКОЛ-1,2, монтируемое на пневмосортировальную машину ПСМ-5МС.png

Некоторое время назад были проведены практические испытания созданного агрегата с целью определения его надежности. Научная работа осуществлялась на базе хозяйства ИП, главы КФХ Брынцева Леонида Сергеевича в Курской области на перетирании коробочек с последующей очисткой семян льна. Устройство эксплуатировалось на закрытой площадке с ровным горизонтальным бетонным покрытием. Температура воздуха в этот период находилась в пределах от 14 до 19ºС при относительной влажности 44–60%, что соответствовало предъявляемым требованиям ТУ — от 5 до 30ºС и не более 90%. После сбора самоходными зерноуборочными комбайнами КЗС-1218 семена имели определенные характеристики. Их влажность находилась в пределах 11–12,5%, что незначительно, примерно на 0,5%, превышало допустимое значение по ТУ — не более 12%. Содержание семян основной культуры равнялось 80–85%, целых коробочек — 8–10%, что отвечало величине по ТУ — от 5 до 25%, а количество путанины — 4–7,5%, что также оказалось в рамках требований — не более 10%. Диаметр коробочек составлял 6–7 мм при предписании по ТУ от 4 до 7,5 мм. Содержание семян сорных растений было зарегистрировано в диапазоне от 6000 до 8000 шт/кг, по ТУ — не более 25 тыс. шт/кг, из них льняного плевела — 300–500 шт/кг, по ТУ — не более 10 тыс. шт/кг.

УСТОЙЧИВОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ

Эксплуатационно-технологическая оценка устройства УПКОЛ-1,2 для перетирания коробочек с последующей очисткой семян льна сорта Северный проводилась в том же хозяйстве при схожих условиях. Влажность материала равнялась 11,3%, содержание сырья основной культуры — 83,61%, целых коробочек — 8,3%, путанины — 4,42%, что также находилось в пределах допустимых значений по ТУ. Масса 1000 семян составляла 7,61 г, натура — 680 г/л, диаметр коробочек — 6,2 мм. Количество включений сорных растений не превышало 6340 шт/кг, из них льняного плевела — 310 шт/кг.

Устройство УПКОЛ-1,2 работало в помещении закрытого типа с ровным бетонным покрытием со средней скоростью передвижения 0,1 км/ч, по ТУ — не более 0,3 км/ч, обслуживалось одним оператором. Производительность за час основного времени составила 1,28 т, что удовлетворяло допустимым требованиям — не менее 1,2 т/ч. Конструкция как самого оборудования УПКОЛ-1,2, так и машины ПСМ-5МС оказалась проста в техническом и технологическом обслуживании, о чем свидетельствовала сменная производительность в 1,15 т/ч. Небольшие затраты времени, равные 0,18 ч, нормативной смены на проведение периодического обслуживания в целом незначительно снизили эффективность за час эксплуатационного времени — до 1,13 т/ч. Технических отказов и повреждений за весь период испытаний в объеме 50 ч основного времени не было выявлено, что также сказалось на эксплуатационной производительности, всего на 0,02 т отличавшейся от сменной. Коэффициенты использования за эти периоды были получены соответственно 0,9 и 0,88, что тоже находилось в пределах ТУ — не менее 0,85 и 0,83. Устройство УПКОЛ-1,2 устойчиво выполняло технологический процесс, о чем свидетельствовал коэффициент надежности, равный единице.

После прохождения исходного материала через устройство была получена полная степень перетирания, что удовлетворяло допустимому значению по ТУ — не менее 95%. Чистота семян при этом повысилась с 83,61 до 97,1%, а количество сорной примеси снизилось до 1,76%, что свидетельствовало о качественной работе аспирационной системы. Очищенный материал соответствовал категории РС — репродукционные семена с чистотой не менее 97% по ГОСТу Р 52325–2005. Вынос семян основной культуры в отходы равнялся 0,1%, по ТУ — не более 0,5%, что подтверждало правильную настройку механизма. Дробление семян льна равнялось 0,14% при требовании до 0,2%. Таким образом, на стадии перетирания коробочек испытываемое устройство за один проход довело очищенный материал до категории РС при минимальном выносе в отход. Агрегат устойчиво выполнял технологический процесс, обеспечивал заданную ТУ производительность за час основного времени при всех требуемых показателях качества работы. Анализ очищенного материала свидетельствовал об отсутствии необходимости предварительной очистки льна.

МАШИНЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ

Сегодня одной из наиболее распространенных зерноочистительных установок считается самопередвижной очиститель вороха ОВС-25, предназначенный для предварительного и первичного очищения. До очередной модернизации оборудование называлось ОВП-20А. В его конструкции используется щеточный механизм обработки решет. Для всех этапов очистки аграриям также доступен фракционный самопередвижной агрегат ОЗФ-25С, в конструкции которого применено шариковое очищение решет. Однако выпуск данной установки ограничен, а ее стоимость ощутимо превышает цену ОВС-25. Одна из российских компаний также производит машину МЗ-10С для предварительной и первичной стадий очистки сырья. В отличие от схемы ОВС-25, в ее конструкции задействована двойная аспирация — на входе и выходе, но используется призматическая обработка решет. Также было налажено изготовление передвижных зерноочистительных комплексов линейки ПЗК, предназначенных для выполнения всех видов очисток. В их устройстве были применены прутковые решета и мощная аспирационная система с регулировкой как на входе, так и на выходе.

Одним из существенных недостатков машин, выпускаемых отечественными компаниями, является то, что они комплектуются набором решет только для очистки основной культуры, на которой проверяется качество выполнения технологического процесса, — пшеницы. Однако их также можно использовать для вторичной обработки семян льна, то есть подготовки к посеву. Важную роль при этом играет правильный подбор подсевного и сортировального решет. Для проведения данного вида очистки подходит техника серии УЗМ и МЗК, в конструкции которой на замену решета барабана требуется значительно меньше времени, чем в агрегате ОВС-25. Кроме того, она комплектуется дополнительными поддерживающимися сетками для обработки мелких культур.

КОНКУРЕНТНАЯ ПРОДУКЦИЯ

Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что основную долю необходимых сельскохозяйственных машин для возделывания льна-долгунца занимает продукция отечественного машиностроения и производства Республики Беларусь, чего нельзя сказать о зерноуборочной технике — в хозяйствах и агрохолдингах преобладают зарубежные образцы. В то же время мировой опыт свидетельствует о том, что первоочередное внимание следует уделять собственному машиностроению. В ряде стран эта цифра достигает 70%. В этом плане интересен опыт Республики Беларусь, где предприятиям выделяются средства на приобретение техники только местного производства, а импорт компании осуществляют за счет собственных средств. Помимо этого, при копировании зарубежных образцов российские фирмы производят лишь то, что в других государствах уже устаревает. При этом теряются интеллектуальные рабочие места и перспективные кадры высокой квалификации. О конкурентоспособной продукции при таком подходе говорить не приходится, тем более что импорт техники и запасных частей обходится очень дорого.

Сегодня отечественные научные учреждения и технологические институты постоянно разрабатывают десятки продуктовых предложений, однако их внедрение сдерживается отсутствием соответствующего оборудования, так как новые методики опираются на современные машины. Ни одна из подотраслей продуктов перерабатывающей промышленности, определяющих продовольственную безопасность страны, не обеспечена за счет собственного машиностроения более чем на 50%, то есть наблюдается зависимость от зарубежных поставок. В сложившихся экономических условиях роста цен в ближайшие 2–3 года необходим прорыв в сельском хозяйстве, особенно в ценовой политике.

Популярные статьи