Способ создания анаэробной среды в сенаже, уложенном в полиэтиленовые рукава, и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам уборки сельскохозяйственных культур. Способ включает заполнение измельченной провяленной травяной массой рукава из синтетической пленки, уплотнение загруженной массы в процессе заполнения, герметизацию заполненного рукава и откачку воздуха из него вакуум-насосом через гофрированную полиэтиленовую трубу с перфорацией, уложенную в рукав при загрузке. Объем откачки воздуха определяется фазовым состоянием травяной массы. В результате разницы между атмосферным и остаточным давлением в рукаве после откачки воздуха происходит дополнительное уплотнение массы, снижение содержания воздуха в ней и создается анаэробная среда, препятствующая развитию плесневых грибов. Техническим результатом изобретения является снижение потерь корма и повышение его питательной ценности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к кормопроизводству, а именно к технологии заготовки травяных кормов.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - снижение потерь корма и повышение его питательной ценности.

Согласно изобретению заявляемый способ включает загрузку измельченной провяленной массы трав в рукав из синтетической пленки прессом-уплотнителем и устройство для откачки воздуха из рукава после его загрузки и герметизации, состоящего из гибкой перфорированной полиэтиленовой трубы (дренажной), уложенной на дне рукава или сбоку, вакуум-насоса и запорной арматуры.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.

Сенаж - это корм, приготовленный из трав, убранных в ранние фазы вегетации, провяленных до влажности от 40 до 60% и сохраненный в анаэробных условиях (Стандарт отрасли 10201-97. Сенаж. Технические условия. М.: Минсельхоз России. 1997). Приготовление сенажа из трав проводится путем их скашивания в валки, провяливания, подборки валков с одновременным измельчением и погрузкой в транспортные средства, перевозки к месту укладки в хранилища вертикального (сенажные башни) и горизонтального (траншеи, полиэтиленовые рукава) типа.

После укладки измельченной травяной массы в хранилище в ней идут сложные процессы, вызванные наличием эпифитной микрофлоры. Между влажностью исходного растительного сырья и «сосущей силой» микроорганизмов существует определенная связь. Так при влажности растений 60% водоудерживающая сила клеток равна 3,0-3,8 МПа; при 50% - 5,0-5,5; при 40% - 7,0-7,2; при 15% - 25-30 МПа. Максимальная «сосущая сила» большинства бактерий равна 5,0-5,5 МПа, плесневых грибов 22,0-29,5 (Асонов Н.Р. Микробиология [Текст]: учебник / Н.Р.Асонов. - М.: Колос, Колос-Пресс, 2002. С.276-277). Повышенное осмотическое давление в растительных клетках провяленной до 50-60% травяной массы угнетает размножение плесневых грибов, которые являются облигатными аэробами и в уплотненной массе не могут размножаться. Таким образом, основным условием сохранения сенажа является создание анаэробных условий.

Анаэробные условия в уложенной на хранение растительной массе достигаются ее измельчением и удалением воздуха. Известно использование газов (природного, двуокиси углерода) для создания анаэробной (бескислородной) среды за счет вытеснения воздуха из травяной массы (SU 1037905 А, 30.08.1983; SU 1126274 А, 30.11.1984; SU 1789182 A1, 23.01.1993). Однако оно не нашло широкого применения в практике кормопроизводства из-за высокой стоимости, поскольку требуется дополнительное оборудование и материальные ресурсы.

Известен способ уплотнения листостебельчатых кормов и устройство для его осуществления, включающий послойную укладку измельченной зеленой массы и многократное приложение к каждому верхнему слою механической (динамической) нагрузки, создание разрежения воздуха и поддержание его в процессе приложения нагрузки (SU 1709979 A1, 07.02.1992). Однако применение такого способа не обеспечивает надлежащее создание анаэробной среды. В данном случае при проходе трактора из всей толщи уложенной в хранилище массы выдавливается воздух, а после снятия нагрузки в процессе восстановления деформаций он снова туда всасывается. Процесс носит циклический характер. Удаление воздуха путем создания разрежения при динамической нагрузке (уплотнение трактором) в течение ее приложения не предотвращает проявления восстанавливающихся деформаций и всасывания воздуха в уложенную травяную массу.

Наиболее близким решением к заявляемому является изобретение по патенту WO 2007/090367 от 16.08.2007, в котором анаэробная среда создается в хранилище с переменной емкостью. Недостатками данного изобретения является отсутствие учета основных характеристик травяной массы для получения сенажа, т.е. количества (долей) сухого вещества, воды и воздуха в ней.

В последнее время все большее распространение получает заготовка сенажа в рукавах из полиэтиленовой пленки диаметром от 1,50 до 4,20 м и длиной от 30 до 150 м (Технология силосования в пленочных рукавах от А до Я. ООО «АГ БАГ Руссланд». М., 12308, а/я 12). При таком способе в уложенной на хранение с определенной плотностью травяной массе не наблюдается восстанавливающихся деформаций, а благодаря герметичности пленочного хранилища объем воздуха в корме остается стабильным, но довольно значительным и зависит от влажности и плотности укладки травяной массы.

Доля воздуха в единице объема травяной массы определяют по формуле:

где ф3 - доля воздуха в единице объема;

ф1 - доля сухого вещества в единице объема в плотном состоянии без учета пор;

ф2 - доля воды в единице объема, равная W·S:100;

W - влажность травяной массы на сухое вещество, в %;

S - плотность уложенной на хранение травяной массы, т/м3;

Sd - плотность сухого вещества травяной массы, Sd=S:(1+W:100), т/м3;

Ss - плотность частиц твердой фазы (сухого вещества) травяной массы, принимаемая равной 1,55 т/м3 (по целлюлозе);

100 - коэффициент пересчета.

При содержании сухого вещества в травяной массе выше 40% (при W<60%) возникают проблемы с ее уплотнением и образуются прерывистые выпуклости и утолщения рукавов.

В таблице приведены расчетные данные доли сухого вещества, воды и воздуха в единице объема травяной массы в зависимости от ее влажности и плотности укладки в полиэтиленовый рукав.

Влажность травяной массы при укладке, % на сухое вещество (W) Плотность уложенной травяной массы, т/м3 (S) Плотность сухого вещества травяной массы, т/м3 (Sd) Доля в единице объема
сухого вещества (ф1) воды (ф2) воздуха (ф3)
0,60 0,375 0,242 0,360 0,398
0,55 0,355 0,229 0,330 0,441
0,50 0,313 0,202 0,300 0,498
60 0,45 0,281 0,181 0,270 0,549
0,40 0,250 0,161 0,240 0,599
0,35 0,219 0,141 0,210 0,649
0,30 0,188 0,121 0,180 0,699
0,60 0,387 0,250 0,330 0,420
0,55 0,355 0,229 0,302 0,469
0,50 0,323 0,208 0,275 0,517
55 0,45 0,290 0,187 0,248 0,565
0,40 0,258 0,166 0,220 0,614
0,35 0,226 0,146 0,192 0,662
0,30 0,194 0,125 0,165 0,710
0,60 0,400 0,258 0,300 0,442
0,55 0,367 0,237 0,275 0,488
0,50 0,333 0,213 0,250 0,537
50 0,45 0,300 0,194 0,225 0,581
0,40 0,267 0,172 0,200 0,628
0,35 0,233 0,150 0,175 0,675
0,30 0,200 0,129 0,150 0,721
0,60 0,414 0,267 0,270 0,463
0,55 0,379 0,245 0,248 0,507
0,50 0,345 0,223 0,225 0,552
45 0,45 0,310 0,200 0,203 0,597
0,40 0,276 0,178 0,180 0,642
0,35 0,241 0,155 0,158 0,687
0,30 0,207 0,134 0,135 0,731
0,60 0,429 0,277 0,240 0,533
0,55 0,393 0,254 0,220 0,526
0,50 0,357 0,230 0,200 0,570
40 0,45 0,321 0,207 0,180 0,613
0,40 0,286 0,185 0,160 0,655
0,35 0,250 0,161 0,140 0,699
0,30 0,214 0,138 0,120 0,742

При влажности уложенной в хранилище травяной массы менее 60%, даже при максимальных значениях плотности по применяемым технологиям приготовления сенажа, в ней остается значительное количество воздуха, что дает возможность размножаться плесневым грибам, а при влажности от 50 до 60% всем группам микроорганизмов. Развитие последних приводит к разогреванию травяной массы, «сгоранию» питательных веществ в размере до 20% и снижению энергетической ценности корма.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы обеспечить анаэробную среду в травяной массе, уложенной в полиэтиленовый рукав, в течение короткого промежутка времени удалением воздуха из нее за счет разрежения 0,03-0,05 МПа.

Поставленная задача решается следующим образом. Измельченную провяленную до влажности от 40 до 60% (в расчете на сухое вещество) травяную массу укладывают в полиэтиленовый рукав с перфорированной трубой с одновременным уплотнением прессом-уплотнителем, а после загрузки и отсоединения пресса-уплотнителя герметизируют хранилище и включают вакуум-насос для разрежения воздуха внутри рукава через перфорированную дренажную трубу.

На фигуре 1 показано устройство для создания анаэробной среды в сенаже, уложенном в полиэтиленовые рукава (вид в профиль).

На фигуре 2 - то же (вид в плане).

Устройство для разрежения (откачки) воздуха представляет собой дренажную полиэтиленовую перфорированную трубу диаметром 50 мм 1, уложенную в полиэтиленовый рукав 2, один конец которого (без перфорации) через герметичный фланец 3 выведен за пределы рукава и соединен с патрубком 4, имеющим запорный вентиль 5 и штуцер 6 для подключения к вакуум-насосу 7 (фиг.1-2). После откачки воздуха вентиль закрывают и отсоединяют вакуум-насос.

В результате откачки воздуха происходит уплотнение травяной массы под действием давления, равного разности между атмосферным давлением и давлением в массе, достигнутом разрежением. Процесс уплотнения аналогичен приложению статической нагрузки, когда масса практически мгновенно сжимается на некоторую величину и протекает с постепенно затухающей интенсивностью в течение длительного промежутка времени (деформация ползучести) с наличием остаточного объема воздуха.

Объем воздуха в уложенной в рукав массе после герметизации:

где ф3 - доля воздуха в единице объема травяной массы (табл.) определяется по формуле (1);

D - диаметр полиэтиленового рукава, м;

L - длина полиэтиленового рукава, м;

π=3,14 - постоянное число.

Остаточный объем воздуха в рукаве после его откачки:

Время работы ваккум-насоса t, в час, определяется по формуле:

где n - производительность вакуум-насоса, м3/час.

Если герметизация рукава обеспечена, то разуплотнения не происходит, а наоборот, деформация уплотнения продолжается и после прекращения откачки воздуха за счет ползучести, но она незначительна. Если же случаются повреждения рукава, то деформации восстановятся, а место повреждений легко определяется по местным деформациям рукава (вздутиям). Ликвидируют их путем заклеивания повреждений, а при необходимости и дополнительной откачкой воздуха. Предлагаемый способ практически обеспечивает бескислородную среду в травяной массе, что инициирует процесс молочнокислого брожения, предотвращает развитие плесневых грибов (Асонов Н.Р. Микробиология [Текст]: учебник / Н.Р.Асонов. - М.: Колос, Колос-Пресс, 2002. С.276-277), повышая качество корма и снижая потери питательных веществ от «сгорания» на 10-15%.

1. Способ создания анаэробной среды в сенаже, уложенном в полиэтиленовые рукава, включающий измельчение травяной массы, загрузку ее и уплотнение прессом-уплотнителем, отличающийся тем, что удаление воздуха обеспечивается разностью между атмосферным давлением и давлением в массе, достигнутым разрежением воздуха в рукаве в течение расчетного времени, причем объем откачки воздуха определяется по фазовому состоянию травяной массы, уложенной на хранение.

2. Способ создания анаэробной среды в сенаже по п.1, отличающийся тем, что долю воздуха в единице объема травяной массы определяют по формуле:

где ф3 - доля воздуха в единице объема;
ф1 - доля сухого вещества в единице объема в плотном состоянии без учета пор;
ф2 - доля воды в единице объема, равная W·S:100;
W - влажность травяной массы на сухое вещество, %;
S - плотность уложенной на хранение травяной массы, т/м3;
Sd - плотность сухого вещества травяной массы, Sd=S:(1+W:100), т/м3;
Ss - плотность частиц твердой фазы (сухого вещества) корма, принимаемая равной 1,55 т/м3 (по целлюлозе);
100 - коэффициент пересчета;
объем воздуха в уложенной в рукав массе после герметизации определяют по формуле:
Vвоз3·π·(D/2)2·L,
где ф3 - доля воздуха в единице объема травяной массы определяется по вышеприведенной формуле;
D - диаметр полиэтиленового рукава, м;
L - длина полиэтиленового рукава, м;
π=3,14 - постоянное число,
остаточный объем воздуха в рукаве после его откачки:
Vocт.воз.=(0,25÷0,30)·Vвоз3·π·(D/2)2·L,
время работы ваккум-насоса t, в час, определяется по формуле:

где n - производительность вакуум-насоса, м /ч.

3. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее полиэтиленовый рукав и пресс-уплотнитель, отличающееся тем, что в полиэтиленовый рукав уложена гибкая перфорированная полиэтиленовая труба диаметром 50 мм, неперфорированный конец которой через герметичный фланец выведен за пределы рукава и имеет запорный вентиль и штуцер для подключения к вакуум-насосу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для сушки зерна. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при хранении и сушке зерна вентилированием. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при хранении сельскохозяйственной продукции, преимущественно зерна. .

Изобретение относится к способам и устройствам сушки и хранения зерна любой влажности и может быть использовано в сельском хозяйстве. .

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для длительного хранения фруктов и овощей в регулируемой газовой среде. .

Изобретение относится к устройствам для сушки сельскохозяйственной продукции. .
Изобретение относится к технологии хранения семенного материала. .

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к растениеводству, и может быть использовано при послеуборочном хранении семян зерновых культур. .

Изобретение относится к области хранения сыпучих материалов, в частности зерна

Изобретение относится к механизации процессов в сельском хозяйстве и может быть использовано для заготовки зеленых концентрированных кормов, а также для перевозки сыпучих, жидких и полужидких грузов

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при консервировании влажных кормов и перевозке различных грузов

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к хранению и сушке зерна вентилированием, и может быть использовано в химической промышленности и в других отраслях народного хозяйства

Способ может быть использован в сельском хозяйстве при сушке рядовых и селекционных семян. Способ контейнерной перевозки, сушки и хранения семян заключается в том, что семена загружают в устройство, транспортируют, подключают к источнику теплоты, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают. При гигроскопической и более влажности семена вентилируют не подогретым или подогретым до относительной не более 60% влажности агентом сушки со съемом от 1 до 3% влаги в интервале влажности семян от гигроскопической до 30%. Температуру агента сушки выбирают на 5°C ниже температуры при средней влажности. Перемешивают с частотой n=0,1+9,7h при W≤21% и n=0,15+10h при W>21%, где W - влажность семян, %; h - толщина слоя, м. 2 ил.

Изобретение относится к кормопроизводству, а именно к способу приготовления и хранения силосованного корма из зеленой массы культуры с зерновой составляющей. Способ включает измельчение зеленой массы с плющением зерна, укладку её в хранилище, герметизацию хранилища, откачку воздуха из зеленой массы, её уплотнение и хранение. В качестве хранилища используют металлический контейнер со съёмной герметично устанавливаемой крышкой. Уплотнение зелёной массы осуществляют до герметизации контейнера. В процессе силосования отводят излишки образующегося клеточного сока. Вакуумирование силосованного корма в контейнере производят после завершения силосования для дальнейшего хранения корма. Контейнер по окончании хранения перевозят к месту использования, где проводят его разгерметизацию. Способ позволяет повысить качество приготовляемого корма, сохранить его в течение длительного времени, использовать часть выделяемого клеточного сока для отпоя телят. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технологии хранения зерна. Способ обработки зерна, хранящегося в насыпи, включает контроль по меньшей мере одного из температуры и запаха в нескольких местах выпускных отверстий для аэрации, расположенных вокруг зерновой насыпи. Когда обнаруживают колебание температуры, отклоняющееся от нормы, или запах в одном или нескольких местах выпускных отверстий для аэрации, проводят определение относительно проблемного места в зерновой насыпи, где необходимо провести обработку озоном. Далее определяют, как лучше всего ввести озон в проблемное место. Затем вводят озон в проблемное место в зерновой насыпи для минимизации возникающих проблем в зерновой насыпи в необходимых концентрациях. Предлагаемый способ озонирования обеспечивает защиту и уменьшение от плесневых грибков и токсинов. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к полимерным материалам, предназначенным для хранения силоса и касается покрытия для силоса. Покрытие содержит, по меньшей мере, два слоя, где один нижний, обращенный к силосу слой является однослойной или многослойной синтетической пленкой с пропускаемостью кислорода, согласно DIN 53380-3, при 23°С и относительной влажности 50% не более чем 500 см3/(м2 сут бар) и пропускаемостью водяного пара, согласно ISO 15106-3, при 23°С и относительной влажности 85%, по меньшей мере, 5 г/(м2 сут), который, по меньшей мере, в одной прослойке в совокупности содержит, по меньшей мере, 50 мас.% одного или нескольких материалов из группы, включающей полиамид, сополиамид, полиэстер, сополиэстер, полиэтиленвиниловый спирт, поливиниловый спирт и их смеси, и, по меньшей мере, один, находящийся над нижним слоем и отделенный от него, или легко отделяемый, или самоотслаивающийся на силосе второй слой, который состоит, по меньшей мере, на 70 мас.% из материалов из группы, включающей полиэтилен, полипропилен, сополимеры из этилена и других винилмономеров, а также сополимеры из пропилена и других винилмономеров. Покрытие имеет падающий стержень Dart Drop, согласно ISO 7765-1 метод A, по меньшей мере, 300 г. Изобретение позволяет создать подвергаемое повторному использованию покрытие для силоса с низкой затратой материалов, обеспечивая при этом механическую прочность и защиту от высыхания. 18 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 пр.
Наверх