Комплекс для вирощування розсади і первинної переробки тютюну

1 Комплекс для вирощування розсади і первинної переробки тютюну, що включає приміщення з заскленою частиною, розташованими грядками, конвеєрною ЛІНІЄЮ, джерелом теплової енергії, припливно-витяжною вентиляцією, сушильною камерою і місцями для подачі сирового матеріалу і виходу готової продукції, який відрізняється тим, що приміщення комплексу складається принаймні з не менш чотирьох однакових за конструкцією блоків з теплоізольованими глухими стінами, покрівлею і підвалинами та відбивачем сонячних променів, не менше чотирьох грядок, виконаних у вигляді залізобетонних жолобів з установленими на їх ребрах напрямленими рейками і розташованих уздовж приміщення, при цьому верхня частина жолобів заповнена поживною сумішшю для рослин, середня - акумулятором теплоти, а в нижній розміщені канали для подачі гарячого теплоносія, при цьому конвеєрна ЛІНІЯ розташована принаймні не менше як в двох каналах між грядками і включає безкінечний ланцюг з приводом через багатоступеневий редуктор, ведучу зірочку і натягувальні пристрої від електродвигуна, напрямну зірочку, принаймні не менше чотири поворотних круги, взаємодіючі із безкінечним ланцюгом, важелі, ЗЧІПЛЮЮЧІ ланцюг з пересувними візками, що пе реміщуються по напрямних рейках жолобів і на яких змонтоване легкознімне обладнання для виконування технологічних операцій, при цьому джерело теплової енергії виконано у вигляді легкознімних сонячних колекторів, які розташовані на похиленому південному боці приміщення і засклення - на даху протилежного боку приміщення, а також включає резервний блок опалювання з принаймні не менше одним калорифером і повітропроводами, а припливно-витяжна вентиляція включає повітрозабірники перед сонячними колекторами, вентилятори і розподільники повітря після сонячних колекторів кожного блока, труби з отворами для передачі нагрітого повітря і з'єднуючі розподільники з додатково установленими акумуляторами теплоти, а також не менше двох витяжних шахт на кожний блок 2 Комплекс по п 1, який відрізняється тим, що при сушінні тютюну його приміщення розподіляється легкознімними перегородками на дві повздовжні частини, при цьому південна частина ще додатково розподіляється принаймні не менше ніж на чотири сушильні камери з можливістю за рахунок збільшення КІЛЬКОСТІ сонячних колекторів, резервного опалювання підтримувати локальний по блоках оптимальний температурний і волопсний режими, а також додатково встановлюється в МІСЦІ подачі сировинного матеріалу плющильна машина, стіл для закладання листків тютюну в спеціальні касети, що монтуються на пересувних візках, а в МІСЦІ виходу готової продукції встановлюється стіл для фасування та сортування висушеного тютюну Запропонований винахід відноситься до галузі сільського господарства і зокрема може бути використаний для вирощування розсади і сушіння тютюну при досить високому рівні механізації окремих технологічних операцій із застосуванням нетрадиційних джерел теплоти Крім того, комплекс можна використовувати для вирощування і деяких сільськогосподарських культур з малим вегетаційним періодом, а також для сушіння лікарських рослин По розрахунках, при найбільш розповсюдженої технології вирощування тютюну, біля 45% втрат коштів припадає на вирощування розсади та післязбиральний обробіток тютюну В післязбиральному обробітку тютюну основну трудомісткість займає його сушіння При виконанні цих процесів дуже велику частку займає ручна праця Вирощування здорової розсади в необхідні строки і в необхідній КІЛЬКОСТІ є важливою умовою для одержання високих урожаїв тютюну При цьо CO со ю 51393 му цей технологічний процес є досить трудоємним Наприклад, в умовах Молдови на вирощування розсади витрачається біля 15 18% грошово-матеріальних і більше 10% трудових витрат (див Ткач М Т , Негруцэ В Г , Натенсон С С Опыт выращивания рассады табака — Кишинев Картя Молдовеняска, 1983 — с 3) Звичайно для вирощування розсади використовуються обігрівальні і сонячні парники В перших джерелах теплоти є біологічне паливо, в других сонячне випромінювання Заглиблений парник виконаний у вигляді траншеї, в яку закладається звичайно шар гною, шар землі, шар поживної суміші Надземна огорожа парника з боків утеплюється, а зверху закривається парниковими рамами Прозорим матеріалом для парників є скло, або плівка товщиною 0,05 0,1мм Для захисту розсади від холоду парники накривають матами із соломи або очерету У великих розсадниках між парниками передбачаються доріжки, по яких можуть переміщатися деякі засоби для механізації робіт по закладанню парників, поливу і догляду за розсадою (див Учебник табаковода / И П Леонов, А Г Петренко, ГМ Псарев и др — М Агропромиздат, 1986 — с 26 31, рис 5, 6, 7, 8) Сушіння є найбільш важливим етапом післязбиральної обробки тютюну Воно здійснюється природним, штучним або комбінованим способами При природному сушінні в тютюнових сараях або навісах енергетичні витрати малі, але при цьому значна тривалість сушіння, низький рівень механізації робіт, а при високій вологості повітря можливе псування сировини При штучному способі тривалість сушіння становить 3 5 днів з можливістю автоматизованого підтримування оптимального температурного режиму, що дозволяє одержати високоякісну сировину Але при цьому необхідно витрачати значні кошти на будування опалювальних систем та придбання енергоносіїв (до 1кг рідкого палива на одержання 1кг сухого тютюну при повному вогневому сушінні), що різко відбивається на собівартості сировини При комбінованому способі можливо частково механізувати роботи і оптимізувати режим сушіння Потокова ЛІНІЯ для комбінованого сушіння тютюну вертикальними гірляндами включає приміщення для зберігання запасу свіже зібраного тютюну, завантажувальну площадку, навіс для томління тютюну у вертикальних гірляндах, камеру фіксації кольору і сушіння листків, камеру досушування жилки і черешка, камеру зволоження, розвантажувальну площадку Для переміщення гірлянд використовують комплект ВІЗКІВ, які переміщуються завантажені тютюном і порожні візки Крім того передбачені чотири пристрої для переміщення ВІЗКІВ з електричним приводом, один механізм для закриття і відкриття штор, які поділяють навіс і камеру фіксації, камери фіксації і досушування, досушування і зволоження Для вентиляції, обігріву і зволоження в потоковій лінії є ВІДПОВІДНІ системи Потокова ЛІНІЯ ДОЗВОЛЯЄ В ЛІТ НІЙ період виконати сушіння за 5 днів (див Учебник табаковода / И П Леонов, А Г Петренко, Г М Псарьов и др — М Агропромиздат, 1986 — с 160 168, рис 41) Для штучного сушіння кожної сільськогосподарської сировини, в тому числі і тютюну, використовують традиційні види рідкого або твердого палива, а також електричну енергію Однак вони дуже дорогі Тому в останній час приділяється велика увага використанню нетрадиційних видів енергії і зокрема сонячної Приймачами сонячної енергії служать сонячні колектори У місцях, де інтенсивність сонячної радіації недостатня, установки обладнують резервним блоком опалювання, що працює на органічному паливі (див Драганов Б Х та ш Теплоенергетичні установки і системи в сільському господарстві / Б Х Драганов, О Ф Буляндра, А В Міщенко, За ред Б Х Драганова — К Урожай, 1995 — С 131 132, рис 9 19) ВІДОМІ засоби та енергетичне забезпечення для виконання окремих технологічних операцій по вирощуванню розсади тютюну та його сушінню мають низку недоліків а) для вирощування розсади тютюну і його сушіння використовуються різні приміщення, що знижує ефективність їх використання, б) при вирощуванні розсади в парниках, при незначних витратах коштів на їх будівництво і придбання енергоносіїв, потрібно кожен сезон заміняти велику КІЛЬКІСТЬ біологічного палива, відсутнє автоматичне регулювання оптимального та волопсного режимів, низький рівень механізації виконання окремих технологічних операцій, в) при природному сушінні тютюну і незначних енергетичних витратах тривалість сушіння становить до 25 днів при низькій якості сировини, г) при штучному сушінні тривалість сушіння становить 3 5 днів при високій якості сировини, але при цьому необхідно витрачати значні кошти на будування опалювальних систем та придбання енергоносіїв, д) при комбінованому способі неможливо повністю механізувати окремі технологічні операції і оптимізувати режим сушіння, мають місце значні енергетичні витрати і витрати коштів на придбання енергоносіїв, а також не можливо використовувати нетрадиційні види енергоносіїв і акумулювати теплоту Таким чином ВІДОМІ засоби та енергетичне забезпечення окремих технологічних операцій по вирощуванню розсади тютюну та його сушіння не є універсальними, малоефективні і мають обмежену область використання Для підвищення ефективності і розширення області використання пропонується удосконалений комплекс для вирощування розсади і сушіння тютюну з високим ступенем механізації окремих технологічних операцій в одному приміщенні з використанням енергії сонячного випромінювання для одержування технологічної теплоти Основними задачами запропонованого винаходу є підвищення продуктивності праці з одночасним зниженням витрат на енергоносії за рахунок поєднання кількох технологічних операцій по вирощуванню розсади тютюну та його сушінню і використання енергії сонячного випромінювання для одержання теплоти в одному приміщенні, викорис 51393 тання конвеєрної лінії і пересувних ВІЗКІВ ДЛЯ виконання окремих технологічних операцій, використання автоматизованої припливно-витяжної вентиляції для забезпечення необхідного мікроклімату при виконанні окремих технологічних операцій, застосування акумуляторів теплоти з метою кращого використання сонячної енергії Для виконання поставлених задач у запропонованому комплексі всі технологічні операції по вирощуванню розсади і сушінню тютюну виконуються в одному приміщенні Для вирощування розсади передбачені грядки з підґрунтовим підігрівом від акумуляторів теплоти, конвеєрна ЛІНІЯ, спеціальні пересувні візки, припливно-витяжна вентиляція, система автоматики для забезпечення необхідного мікроклімату, сонячні колектори При сушінні тютюну використовується ті ж самі механізми і системи Однак приміщення комплексу поділяється на декілька камер Передбачено резервний блок опалювання крім сонячної енергії, система автоматики для підтримуваний необхідного мікроклімату в кожній камері Приміщення комплексу для вирощування розсади і сушіння тютюну складається з кількох блоків, які мають однакову будову і КІЛЬКІСТЬ їх залежить від продуктивності На представленому кресленні показано принципову схему блоку і комплексу в цілому, та їх окремих систем і механізмів, де на фіг 1 зображено поперечний переріз окремого блоку, на фіг 2 конвеєрна ЛІНІЯ, на фіг 3 - сонячний колектор, на фіг 4 - кріплення сонячного колектора до повздовжніх балок, на фіг 5 - переобладнання приміщення комплексу для сушіння тютюну Кожен блок комплексу (фиг 1) складається з фундаменту 1, на якому розташований корпус блоку, повітророзподільника 2, повітрозабірні труби 3 із заслінкою 4 для регулювання подачі зовнішнього повітря у повітророзподільник 2, блоку 5 сонячних колекторів, збірника 6 нагрітого після сонячних колекторів повітря з регульованою заслінкою 7, теплоізоляції 8 для зниження втрат теплоти від нагрітого повітря в навколишнє середовище, покриття 9, блоку витяжних шахт 10 із заслінками 11, призначеними для вентиляції і регулювання вологості повітря в південній частині блоку, вентилятора 12 для подачі нагрітого повітря в приміщення блоку через повітропровід 13, осклення 14 північної частини блоку, витяжних шахт 15 із заслінками 16, призначеними для вентиляції і регулювання вологості повітря в ПІВНІЧНІЙ частині приміщення блоку, північної глухої стіни 17 з теплоізоляцією 18, відбивача 19 сонячних променів, не менше чотирьох залізобетонних жолобів 20, розташованих уздовж приміщення блоку і призначених для розміщення поживної суміші та акумуляторів теплоти 21, не менше двох каналів 22 для розташування ланцюга 23 конвеєра, декількох важелів 24, призначених для швидкого з'єднання ланцюга конвеєра з пересувними візками 25, які переміщуються по рейках 26, які укладені на бордюрах залізобетонних жолобів 20, заслінок 27 і 28, призначених для регулювання подачі нагрітого повітря в приміщення блоку або в повітрозбірники 29, які призначені подавати нагріте повітря до акумуляторів теплоти, теплоізоляції ЗО для зни ження теплових витрат від акумуляторів теплоти в грунт, заслінки 31, призначеної для регулювання КІЛЬКОСТІ циркулюючого повітря КІЛЬКІСТЬ блоків не повинна бути менше чотирьох, що пояснюється технологічним процесом сушіння тютюну При цьому конвеєрну ЛІНІЮ не доцільно використовувати при малій довжині приміщення Конвеєрна ЛІНІЯ комплексу (фіг 2) розташовується в каналах 22 (фиг 1) між грядками, складається з ланцюга 23 з важелями 24, електродвигуна 32, який з'єднаний через муфту 33 з редуктором 34, ведучої зірочки 35, з'єднаної з ланцюгом 23 конвеєра, двох натягувальних зірочок 36 з натягувальними пристроями 37 За допомогою поворотних кругів 38 здійснюється зворотний напрямок руху пересувних ВІЗКІВ 25 Сонячні промені надходять в приміщення комплексу через блок сонячних колекторів 5, що розташований під кутом 50° до горизонту і призначений в основному для нагрівання навколишнього повітря і осклення 14, яке призначене в основному для освітлювання приміщення комплексу (фіг 1) Блок 5 складається з кількох сонячних колекторів Кожний сонячний колектор (повітронагрівач) 40 (фігЗ) складається з осклення 41, теплоприймача 42, який виконаний з металевого листа, днища 43 з теплоізоляцією, заднього стояка 44, пластин 45 кріплення колектора і переднього стояка 46 Нагрівання повітря в кожному сонячному колекторі відбувається однаково Холодне повітря за рахунок природного або штучного вентилювання через отвори в верхній частині переднього стояка 46 подається в проміжок між оскленням 41 теплоприймачем 42 Теплоприймач 42, пофарбований в чорний колір, нагрівається від сонячних променів і віддає теплоту холодному повітрю Повітря проходить через отвори в теплоприймачі і виходить з колектора нагрітим через отвори в задньому стояку 44 Нагріте повітря використовується для нагрівання повітря в приміщенні комплексу, або акумуляторів теплоти 21 (фіг 1) Сонячні колектори легкоз'ємні і монтуються із середини комплексу Кожен з них закріплюється на повздовжніх балках 47 за допомогою болтів 48 (фіг 4), які затискують колектор 40 між полками повздовжніх балок 47 і пластинами 45 Забезпечення герметичності між оскленням 41 і полками повздовжніх балок здійснюється ущільнювачами 49 Таке кріплення дозволяє за короткий час зняти колектор для ремонту, або замінити його на звичайне осклення, коли КІЛЬКІСТЬ колекторів перевищує необхідне (це може бути при вирощуванні розсади) Приміщення комплексу використовується для вирощування розсади тютюну та його сушіння При вирощуванні розсади тютюну повздовжні жолоби 20 (фіг 2) заповнюються поживною сумішшю, в яку засівається насіння тютюну Всі технологічні операції по вирощуванню розсади механізовані Легкоз'ємне обладнання для обробітку грунту, засіву насіння, поливу і обробітку розсади від захворювань та шкідливих комах монтується на пересувних візках 25, КІЛЬКІСТЬ ЯКИХ залежить від особливостей виконання окремих технологічних операцій Пересувні візки 25 переміщуються по металевих рейках 26 (фіг 1), укладених на біч 51393 них стояках жолобів 20 Пересувні візки 25 зчіплюються з ланцюгом 23 конвеєра за допомогою важелів 24 Швидкість переміщування ВІЗКІВ 25 регулюється за допомогою багатоступеневого редуктора 34 (фіг 2) в залежності від виду технологічної операції Змінювання напрямку руху пересувних ВІЗКІВ 25 здійснюється за допомогою поворотних кругів 38 Підтримування необхідного мікроклімату для вирощування розсади здійснюється таким чином КІЛЬКІСТЬ СОНЯЧНИХ колекторів в блоці 5 (фіг 1) зменшується з метою забезпечення необхідного освітлення розсади з південного боку приміщення комплексу ПІВНІЧНИЙ бік приміщення комплексу освітлюється через осклення 14 Для більш повного і рівномірного освітлювання грядок розсади передбачено відбивач 19 сонячних променів 3 метою зменшення теплових витрат передбачена теплоізоляція 8 на даху, 18 - на ПІВНІЧНІЙ СТІНІ 17 та ЗО - на основному грунті В звичайному режимі роботи комплексу повітря циркулює в приміщенні При підвищенні вологості відкривають заслінки 11 і 16 витяжних шахт 10 і 15, заслінки 4 і 31 і здійснюють природну вентиляцію, тобто продування приміщення комплексу Нагріте повітря від блоку сонячних колекторів 5 надходить повільно в приміщення комплексу Якщо температура повітря після блоку сонячних колекторів 5 перевищує допустиму в роботу вмикається вентилятор 12, який забирає навколишнє повітря через заборну трубу 3 і подає його через порожнини блоку сонячних колекторів 5, повітропроводи 13, які подають нагріте повітря в повітрозбірники 29, а від них в акумулятори теплоти 21 Накопичена теплота в акумуляторах 21 передирається в нічний час в приміщення комплексу В хмарну, або холодну погоду, коли ефективність сонячних колекторів знижується, для підтримування необхідної температури передбачено резервне опалювання Сушіння тютюну здійснюється в наперед підготовленому приміщенні комплексу Для цього необхідно - забрати поживну суміш з жолобів 20 (фіг 2), - розділити приміщення комплексу легкою перегородкою 50 (фіг 5) на північну 51 та південну 52 частини, - південну частину 52 приміщення комплексу легкими ширмами 53 розділити на декілька сушильних камер, КІЛЬКІСТЬ яких залежить від вибраної технологічної схеми сушіння тютюну, - на вході в північну частину 51 приміщення комплексу установити плющильну машину 51 для деформування жилок тютюну з метою рівномірного висушування листків тютюну, - встановити робоче місце 55 для наповнення листками тютюну касет 56, які закріплюються на пересувних візках 25, - на виході з південної частини приміщення комплексу установиш робоче місце 57 для контролю якості продукції і відправлення її на наступну переробку, або на склад Передбачено резервне опалювання від калорифера 59 через повітропровід 60 Нагріте повітря подається до акумуляторів теплоти Сушіння тютюну в приміщенні комплексу здій 8 снюється таким чином (фіг 5) Листки тютюну (сировина) подається в плющильну машину 54, де роздавлюються їх центральна жилка і черешки Це потрібно для того, щоб забезпечити рівномірний розподіл вологи по площині листка при сушінні Підготовлені листки тютюну на робочому МІСЦІ 55 укладаються в касети 56, які закріплюються в декілька рядів на пересувних візках 25, КІЛЬКІСТЬ яких залежить від об'єму висушуваної сировини Пересувні візки 25 з'єднуються безперервно з заданою швидкістю, або ступенево через заданий проміжок часу В ПІВНІЧНІЙ частині 51 приміщення здійснюється томління тютюну Необхідна для цього температура забезпечується від сонячних променів через осклення 14 (фіг1) Повітрообмін забезпечується природною вентиляцією через шахти 15 і регулюється заслінкою 16 Після закінчення томління візки 25 (фіг 5) за допомогою поворотних кругів 38 здійснюють напрямок руху на протилежний і надходять в сушильні камери 58, які розташовані в південній частині 52 приміщення комплекс), в кожній сушильній камері 58 необхідна температура повітря підтримується за допомогою сонячних колекторів і акумуляторів теплоти, або, при необхідності, від резервного опалювання Візки 25 з висушеним тютюном надходять по черзі до робочого місця 57 На цьому робочому МІСЦІ висушені листки тютюну знімаються з касет, контролюється якість сушіння і готова продукція відправляється на наступну переробку або на склад При такій схемі сушіння виключається операція по досушуванню і зволоженню тютюну В залежності від параметрів навколишнього середовища, вологості сировини, температури акумуляторів теплоти сушильні камери можуть працювати в різних режимах 1 При помірній температурі навколишнього середовища повітря через заборну трубу 3 при відкритих заслінках 4 і 28 надходить через повітророзподільник 2 в блок 5 сонячних колекторів, де нагрівається і накопичується в повітрозбірнику 6 після сонячних колекторів, звідки вентилятором 12 через повітропровід 13 і відкриту заслінку 28 подається в сушильну камери і потім назовні через витяжну шахту 10 2 При пониженій температурі навколишнього середовища доцільно забезпечити циркуляцію нагрітого повітря усередині сушильної камери Для здійснення цього закривають заслінки 4 і 11, а 7 і 31 - відкривають Повітря всмоктується вентилятором 12 з сушильної камери через відкриту заслінку 7 Частина повітря через відкриту заслінку 31 надходить в блок 5 сонячних колекторів, де нагрівається Потік нагрітого повітря змішується у повітрозбірнику 6 з повітрям, яке надходить в нього з сушильної камери через відкриту заслінку 7 Заслінка 4 повинна бути закритою Змішане повітря з повітрозбірника 6 вентилятором 12 через повітропровід 13 і відкриту заслінку 28 подається в сушильну камеру При підвищенні вологості повітря усередині сушильної камери вище допустимого рівня необхідно и провентилювати, для чого при закритих заслінках 7 і 31 відкривають заслінки 4 і 51393 10 4, 6 і 28 і зовнішнє повітря проганяють через сушильну камеру В окремих випадках, коли теплоти від сонячного випромінювання недостатньо для підтримування необхідного температурного режиму в сушильній камері потрібно використовувати резервне опалювання Застосування запропонованого комплексу з використанням нетрадиційного джерела теплоти, у порівнянні з відомими, дасть можливість - вирощувати розсаду і сушити тютюн в одному приміщенні, що дозволяє використовувати його майже цілий рік, - для виконання обох технологічних процесів використовувати сонячну енергію, що зменшує витрати коштів на придбання енергоносіїв, - за рахунок регулювання КІЛЬКОСТІ вироблюваної теплоти та припливно-витяжної вентиляції 4 В нічний час або при хмарній погоді викоризабезпечити оптимальний мікроклімат при викостовується теплота, яка накопичена в акумулятонанні обох технологічних процесів, що дозволить рах При такому режимі роботи повітряні заслінки підвищити якість виробленої продукції, 4, 31, 11 і 28 закриваються Повітря із сушильної камери при відкритій заслінці 7 подається венти- механізувати більшість технологічних опералятором 12 через повітропровід 13 і повітрозбірницій, покращити умови і зменшити витрати ручної ки 29 в акумулятори теплоти 21, де нагрівається і праці та збільшити їх продуктивність, подається в сушильну камеру При підвищенні Все це дозволить зменшити собівартість та вологості повітря усередині камери вище допустипокращити якість готової продукції, що дасть намого рівня необхідно и провентилювати Для цього родному господарству певний економічний ефект при закритих заслінках 7 і 31 відкривають заслінки 11, зовнішнє повітря проганяють через камеру і викидають назовні через витяжну шахту 10 до тих пір, поки вологість повітря не знизиться до необхідного рівня 3 При підвищеній температурі навколишнього середовища, з метою зберігання надлишкової теплоти від сонячного випромінювання, повітря при відкритій заслінці 4 через заборну трубу 3 надходить в блок 5 сонячних колекторів при закритих заслінках 31, 7 і 28 вентилятором 12 подається через повітропровід 13 в повітрозбірники 29 з отворами до акумуляторів теплоти 21 Нагріте повітря віддає частину теплоти в акумулятори 21 і подається в сушильну камеру, звідки викидається назовні через витяжну шахту 10 при відкритій заслінці 11 В такому режимі роботи сушильної камери заслінки 7, 28 і 31 повинні бути закритими $0 29 2*8126 ФІГ.1 2S 23 22 1 1 32 33 34 39 38 51393 2S 12 го Фіг.2 іА^1іІ^Т£^....^ Фіг.З •ІГ.4 51393 13 Si 14 $3 S2 23 25 ** 54 55 вит 3 58 3 5в 3 25 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71