Механіко-технологічні основи процесу прецизійної сепарації насіннєвого матеріалу соняшнику: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук : 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва

Abstract

У дисертації вирішено науково-технічну проблему – підвищення ефективності фу нкціонування техніко-технологічного забезпечення первинного насінництва шляхом об ґрунтування адаптивних механотронних систем цільового поділу та відбору насіннєвого матеріалу соняшнику. Проведено аналіз техніко-технологічного забезпечення процесів очищення та роз ділення насіннєвого матеріалу. Виконані теоретичні дослідження процесів сепарації на сіннєвого матеріалу соняшнику за морфологічними показниками і фізико-механічними властивостями та розроблені відповідні фізико-математичні моделі. На основі експериме нтальних досліджень підтверджені розроблені фізико-математичні моделі. Розроблено і створено автоматизоване технічне забезпечення сепарації насіннєвого матеріалу соняш нику батьківських компонентів з раціонально узгодженими режимними параметрами: адаптивний аеродинамічний, віброрешітний, вібропневматичний, фотоелектронний сепа ратори, спосіб та пристрої для автоматичного фенотипування. Розраховані техніко економічні показники впровадження результатів досліджень.

The purpose of the work is to increase the efficiency of the technical and technological support of primary seed production by substantiating adaptive mechanotronic systems of target division and selection of sunflower seed material. On the basis of the systematic approach, the structure of adaptive technical and technological support of primary sunflower seeds was determined, which allows to search for weak links in the technological processes of processing and bioinformatic systematization of seed material by the quality of distribution and line productivity while minimizing specific costs. The general quality coefficients for technological process performance of precision separation of seed material (coefficients of filling and distribution, total concentration of seeds) are determined. Mathematical models of the technological process for precision separation of sunflower seed material by its aerodynamic properties, geometric dimensions, bulk mass and coloration of the upper seedlings were obtained, describing changes of the proposed quality coefficients depending on the regime parameters. Functional dependencies are established and methods of automated control of precision mechanized process of seed separation are developed on the basis of coordination of its mode and technological parameters. The method of automatic phenotyping of sunflower seeds according to its morphological parameters is developed. The physical and mathematical apparatus for the movement of the seed material, as a granular gas in the air stream under the action of a vibrating surface, taking into account the elastic-damping interaction, was further developed. The complex of automated precision technical and technological support for the processes of sunflower seed separation has been improved. The scientific novelty of the obtained results formed the basis of technical solutions, which are protected by the patents of Ukraine for the invention (№ 120231, 120235) and utility model (№ 136828, 136829). According to the requirements for the technological processes of purification and separation of the seed mixture to obtain the sunflower seed material of the parent components (varietal purity - 98,0-99,9%) for all parts of the breeding and seed production process, a rational precision technological scheme of the separation processes has been developed, which includes automation of technical processes of separation means. In order to increase the efficiency of the sunflower breeding and seed-growing process, a device for automatic seed phenotyping has been added to the developed technological line, which can significantly intensify and shorten the breeding process and improve the design of the breeding program through bioinformatic data analysis and seed sorting. Matrix and tape devices for automatic phenotyping of sunflower seed material according to its morphological and marker features have been developed. The devices are configured for high accuracy of individual measurement of the geometric dimensions of sunflower seeds with determination of their shape and color and provide low complexity and high technological implementation of the phenotyping process (determination, identification and separation) of seeds.