Способ автоматизированного управления аэрацией семян при хранении

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 б Зб 5)5 А 01 Е 25/О ТЕНИ Изобр зяйству, в хранении,Цель и ва семян и На фи следо ватезоб рет ри хран г.1 изоб льность ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научна-исследовательскийинститут механизации сельского хозяйстваи Всесоюзный научно-исследовательский ипроектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и натранспорте(54) СПОСОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОГОУПРАВЛЕНИЯ АЭРАЦИЕЙ СЕМЯН ПРИХРАНЕНИИ(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 процессапослеуборочного дозревания и регулирование влажности дозревших семян в зависитение относится к сельском частности к аэрации семян ния - повышение качестении.ражена схематически поопераций предлагаемого 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 не- в дозревших семян к этапу управления аэра- (, цией дозревших 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 уу семян и их текущих равновесной влажности и всхожести на весь период автоматизированного управления азрацией семян при хранении, на фиг.4 - 7- кривые изменения текущих равновесных влажностей Рlр семян и наружного воздуха и температуры Т семян при автоматизированном управлении аэрацией семян при храненИи на этапе послеуборочного дозре.вания,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 19,3, 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 90,. 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 равновес 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 - операцио 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.З 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 возду 167473650 55 хом. Расчет граничной влажности Иlг на этапе хранения дозревших семян можно произвести по формуле Юг = ехр (Ао - А 1 Т - АгТ -и ст) ( АЗ ) где Т - постоянная максимальная температура дозревших семян в насыпи, определяемая в интервале наиболее стабильной температуры суток (например, с 4 до 5 ч утра), С;Ао,А 1,Аг,Аз - коэффициенты (например, Ао=26,17: А 1-0,0921; Аг=0,00096; Аз=5,896);и- величина, обратная характеристике изменения всхожести доэревших семян, определяемая по формуле где т- 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 т = О, отн,ед,;Х - характеристика изменения всхожести дозревших семян, определяемая из формулы Вг.п, -100 - 39 89 ехр ( Х (2) к (Ь 1 у + Ьгуг + Ьзуз), где у = 1 (1 + рХ)р, Ь 1,Ьг, Ьз - коэффициенты (для данного примера Ь 1 - 0,4351836, Ьг= - 0,1201676, Ьз,937298, р=0,332671; Вг,п - граничная прогнозируемая всхожесть дозревших семян,7 ь на конец интервала т, определяемая из формулы тВг и. = Вн - ( Вмакс Вг )Тг п.д,где Вн - всхожесть дозревших семян при к = О, 7 ь;Вмакс - максимальная всхожесть семян после завершения послеуборочного дозревания, ;Вг - граничная всхожесть семян в конце всего срока хранения, ф;тг- граничное время хранения (для данного примера Вг =7104 ч) ч;тп.д. - длительность послеуборочного дозревания (для данного примера гп.д.=3240 ч), ч. 15 20 25 30 35 40 45 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 оь 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 управ. ления 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 меньшевеличины 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 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 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 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. 402, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что постоянную максимальную температуру дозревших семян в насыпи определяют в интервале наиболее стабильной температуры суток по результатам опроса 45 первичных измерительных преобразователей температуры из соотношения ТмаксТь50где Такс - постоянная максимальная температура дозревших семян в насыпи, С,Т - результаты опроса первичных измерительных преобразователей температуры,оС 553. Способ по п.1, о т л и ч а ю щи й с ятем, что граничную влажность дозревшихсемян Юс.гр на период их постоянной максимальной температуры рассчитывают поформуле Юс гр = ехр (А,-А 1 Т- АгТ - 1 и ст) ( Фе ) ,где и- величина, обратная характеристике изменения всхожести дозревших семян, отн,едТ - постоянная максимальная температура дозревших семян, в насыпи, определяемая в интервале наиболее стабильной температуры суток, С;А А 1, Аг, Аз - коэффициенты,4. Способ по п.3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что величину, обратную характеристике изменения всхожести дозревших семян, рассчитывают по формулегде о - время хранения при постоянной максимальной температуре дозревших семян в насыпи, ч;Х - характеристика изменения всхожести дозревших семян, отн,ед,;Хо - значение Х при т- О, отн.ед.5, Способ по п 4,отличающийся тем, что величину характеристики изменения всхожести дозревших семян определяют по формулеВ= 100 - 39.89 ехр-Х (2) ),(Ь 1 у + Ьг уг+ Ьз уЪгдеу=1 (1+ р Х)р. Ь 1, Ьг, Ьз - коэффициенты;Вг.о - граничная прогнозируемая всхожесть дозревших семян на конец интервала г, Ж.6. Способ поп 1,отличающийся тем, что текущие равновесные влажности для проса определяют по формулейт.р, = Со+ С 1уУ+ С 2 Т + СЗ . фг + С 4 фГДЕ Со, С 1, Сг, СЗ, С 4 - КОЭффИЦИЕНтЫ, ОтН,ЕД.;Т, р - температура и относительная влажность воздуха, соответственно С и ;В/ р - текущие равновесные влажности,ф,.7. Способ по п 1,отличающийся тем, что текущие равновесные влажности для ячменя, пшеницы, ржи и овса определяют по формулеЮт р= 6 о+ 61 Т+ 62У 7где 6 о, 61, 62 - коэффициенты, отн,ед, 1674736 108, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что текущие равновесные влажностидля риса-сырца определяют по формулеЮт,р= то+ 11Р+ 2.Т ++ 131 + т 4О + т 592 Тгде то т 1, 12, тэ, 14, т 5 - коэффициенты, отн.ед.9. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что текущие равновесные влажности для риса обрушенного определяют по формулеуут.р, 9 о + 91Р+ 92Т+93фТ+ 94ф + 9503 ++Ф Ф Т.гДе 9 о, 91, 92, 93, 94, 95, 95 - коэффичиенты,отн.ед.10. Способ поп,1, отл ича ю щийс ятем, что текущие равновесные влажностидля кукурузы определяют по формулеа,.,-г,+ 21 Р 22 Т+ 23 22 ++24 1 У +25 Т где 2 о, 21, 22, 23, 24, 25 - коэффициенты,отн.ед.11. Способ по п.5, о т л и ч а ю щ и й с я 5 тем, что граничную всхожесть дозревшихсемян на конце периода их постоянной максимальной температуры определяют по формуле1 От8 г.п Вн - (Вмакс)ТГ - гп,д. )где Вг. - граничная прогнозируемая всхожесть доэревших семян на конец периода 15 их постоянной максимальной температуры,Вн - всхожесть дозревших семян на начало периода их постоянной максимальной температуры, ;20 Вмакс - максимальная всхожесть семянв момент окончания периода послеуборочного дозревания, ;Вг - граничная всхожесть семян, :т - период постоянной максимальной 25 температуры семян, ч;Г - граничная длительность хранениясемян в насыпи, ч;тп,д, - время послеуборочного дозревания, ч.1674736 мМ Т,С г И г 44 1055 б 5 У 9 ц 12О1 оЬО 85 90 гол "тг. ставитель Б.Кузьмихред М,Моргентал рректор С,Черни роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 17 б 1 б 45 И Редактор Н,Горная Заказ 2946 ВНИИПИ Госуд Тираж 395 Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5