Специфика химического состава клубней и зеленой массы топинамбура, высокая продуктивность и экологическая пластичность, экономичность возделывания, биотехнологический потенциал использования позволяют отнести топинамбур к числу высокоэнергетических культур будущего. Высокая влажность различных частей топинамбура, особенности механизма тепломассопереноса ставят задачу поиска новых методов сушки, способствующих повышению эффективности процесса обезвоживания и получению продукта высокого качества. Разработали методику расчета длительности осциллирующего режима сушки клубней топинамбура в плотном слое. В качестве объекта исследований взяли клубни топинамбура, нарезанные на кубики со стороной 6 мм. Исследования проводили при использовании различных режимов сушки: два опыта при осциллирующем режиме с высотой слоя материала 0,07 м и 0,17 м; а также контрольный опыт - сушка материала при постоянной температуре агента сушки. Получили кривые изменения влагосодержания при различных режимах сушки и на их основе рассчитали длительность осциллирующего режима сушки клубней топинамбура. Подтвердили экспериментальными данными расчетные показатели. Результаты определения длительности осциллирующих режимов сушки клубней топинамбура показали, что эффективность осциллирующих режимов на 18 процентов выше, чем в контрольном опыте.

Топинамбур - ценная овощная, кормовая и лечебная культура. В нем около 80 процентов содержания сухих веществ представлены лечебным препаратом инулин. Наиболее эффективным методом сохранения клубней считается сушка. Исследовали влияние конвективного, инфракрасного и микроволнового способов сушки клубней топинамбура на содержание общих и редуцирующих сахаров, а также энергозатратность этих методов. Конвективную сушку клубней проводили на лабораторной установке при температуре 60 градусов Цельсия. Для инфракрасной сушки клубней использовали установку FD-230 (Япония). Сушку под действием микроволнового излучения осуществляли в СВЧ-установке VT-1650 мощностью 140 Вт при нагреве не выше 60 градусов. Установили, что к недостаткам конвективного способа сушки относятся высокие удельные энергозатраты, составляющие 1,6-2,5 киловатт-час на килограмм, большие потери тепла. В ходе инфракрасной сушки удаление влаги возможно при невысокой температуре испаренной влаги (40-60 градусов Цельсия), что позволяет сохранить естественный цвет, вкус и аромат, а также витамины, биологически активные вещества на уровне 80-90 процентов от исходного сырья. Эта технология позволяет практически на 100 процентов использовать подведенную энергию и получать высокие значения КПД. При микроволновом методе сушки разогрев происходит во всем объеме продукта. Ограничением этого метода стал относительно низкий КПД (60 процентов) преобразования энергии электрического тока в энергию СВЧ поля. В этой связи целесообразно применение микроволнового оборудования при влажности ниже 50 процентов.

Существующие высевающие системы (ВС) машин для внесения минеральных удобрений не в полной мере обеспечивают качество их процесса: неравномерность внесения достигает 20-40 процентов при требуемой 15 процентов. Для обеспечения необходимого качества распределения минеральных удобрений по полю при дифференцированном внесении предложили ВС, оснащенную штифтовой катушкой оригинальной конструкции. Секундную подачу ВС регулировали с помощью исполнительного механизма с линейным актуатором и бесступенчатым редуктором, откорректированным для работы с блоком контроля и управления в соответствии с картой-заданием. Целью исследований стали оценка работоспособности новой ВС с приводом для изменения частоты вращения катушки, определение функциональных зависимостей между секундной подачей ВС и необходимым диапазоном изменения доз для качественного дифференцированного внесения удобрений. Исследования проводили как в лабораторных, так и в полевых условиях. Получили функциональную зависимость секундной подачи ВС от числа оборотов катушек. Определили, что она напрямую зависит от степени открытия актуатора и частоты вращения высевающей катушки. Минимальное время перехода с одной дозы на другую при 10-процентном открытии актуатора составляет 0,9 секунды. Установили, что у ВС с тремя экспериментальными катушечными аппаратами неравномерность высева между аппаратами составляет 4,5 процента, неустойчивость высева не превышает 3 процентов. Максимальные значения неравномерности высева 3 катушечных высевающих аппаратов и неустойчивости высева между повторностями получены при открытии актуатора на 40 процентов и частоте вращения 22 об/мин.

Технологичность и качественные характеристики пневматических высевающих аппаратов выше, чем у серийно выпускаемых катушечно-желобковых, по ряду причин, обусловленных снижением количества двойников, повышением равномерности распределения семян в рядке. Выбрали основные исследуемые факторы и определили уровни их варьирования. Создали лабораторную установку для оптимизации основных технологических и конструктивных характеристик высевающих аппаратов. Разработали конструкцию дискового пневматического высевающего аппарата (ДПВА) для мелкосеменных культур с применением блочно-модульного принципа проектирования. Определили оптимальные значения параметров и режимов работы ДПВА: равномерность семян вдоль рядка - 1,14-1,16 мм, частота вращения высевного диска - 75-80 об/мин, диаметр ячеек в высевном диске - 2,31-2,32 мм, давление воздушного потока - 2,5-2,6 кПа. Выявили более качественное распределение семян вдоль рядка в сравнении с серийным катушечным желобковым высевающим аппаратом при посеве мелкосеменных культур. Рекомендовали предложенную конструкцию с оптимизированными параметрами и режимами работы для посева льна и внесения твердых гранулированных минеральных удобрений в зависимости от условий возделывания и функционирования посевной секции.

Практика эксплуатации культиваторов на каменистых почвах Республики Северная Осетия - Алания с высокой твердостью и влажностью показывает, что тяговое сопротивление в процессе работы варьируется в широком диапазоне, с отклонением от среднего значения более чем в 2 раза. Оптимально настроить машину на заданный почвенный фон при помощи большинства современных механизмов регулировки не всегда удается. Настройка данных машин сводится к выбору приоритета между эффектом вибрации рабочих органов в почве, поддержанием заданной глубины обработки и запасом хода стойки, необходимым для выглубления рабочего органа при обходе крупных камней. Установили, что для обеспечения эффектов энергосбережения и соблюдения заданной глубины обработки почвы с различной твердостью при оснащении стоек культиватора разными рабочими органами машина должна иметь конструкцию с возможностью оперативной настройки на изменяющиеся условия работы. Разработали пропашной культиватор с возможностью быстрой настройки (в том числе автоматической). В процессе исследований определили основные параметры упругой составной стойки и параметры пневматического привода механизма регулировки предложенной секции культиватора. Выявили, что жесткость системы в вариантах компоновки предложенными упругими стойками с давлением воздуха до 0,6 МПа изменяется от 17,7 до 45,3 Н/мм. Установили эффективные значения давления в пневматическом приводе секций культиватора 0,4-0,5 МПа. В результате тяговое сопротивление стрельчатой лапы и окучивающего корпуса ОК-3 при работе на каменистых почвах снижается на 30-35 процентов, по сравнению с жестким вариантом крепления.

Для разработки технологических средств улучшения закочкаренных лугов и пастбищ необходимы научные исследования физических и технологических свойств растительных и землистых кочек. Определили вид кочек, геометрические показатели, форму и густоту их расположения. Провели обследование пойменного луга на реке Орша Калининского района Тверской области. Показали, что средний условный диаметр основания кочки составил 410 мм, высота - 470 мм. Густота расположения кочек в среднем составила 1,7 шт./кв. м. Получили основные показатели физических и технологических свойств кочек для использования машин с целью обработки закочкаренных кормовых угодий. Определили, что наибольшая плотность кочек равна 1,23-1,49 г/куб. см, абсолютная влажность растительной кочки - 25,3 процента, землистой - 19,3 процента, твердость - 11,6 и 5,5 кПа соответственно. Pазработали установку для определения сопротивления кочки сдвигу. Выявили, что наибольшие затраты энергии приходятся на нижние слои кочек.

Представили классификацию факторов, влияющих на изменение качества топлив при хранении. Установили взаимосвязь физических и химических процессов, протекающих при хранении топлив в стальных резервуарах. Для снижения качественных и количественных потерь топлив при хранении предложили улавливание и конденсацию паров нефтепродуктов и воды с использованием недорогих и простых по конструкции вихревых аппаратов. Привели схему установки по предотвращению обводнения топлив и снижению потерь от испарения. Установка позволяет снизить выброс паров нефтепродуктов в атмосферу на 85 процентов. Для повышения стабильности моторных топлив при хранении предложили использование полифункциональных присадок. Сформулировали требования к структуре полифункциональных присадок для дизельного топлива. Этим требованиям полностью соответствует структура 2,2´-дигидроксиазосоединений. Их защитный эффект составляет более 60 процентов, скорость окислительных процессов снижается в 2-3 раза, скорость образования осадков - в 9 раз. Для улучшения качества дизельного топлива предложили использование эфирной композиции, синтезируемой из возобновляемого сырья. Эфирная композиция обладает лучшими экологическими характеристиками по сравнению и с нефтяным, и с биодизельным топливом. При ее использовании дымность выброса снижается на 45 процентов, содержание СО в выхлопных газах - на 35 процентов, а несгоревших углеводородов - на 25 процентов. Потери при хранении в результате испарения эфирной композиции в 2,5 раза меньше, чем при хранении нефтяного топлива.

В настоящее время остается проблемным отсутствие предложений по конкретной методике определения качества работы сельскохозяйственной техники и величины причиненного хозяйству убытка при наличии утвержденной системы критериев экономической эффективности и ресурсосбережения. Предложили учитывать при разработке методики не паспортную производительность техники, а фактическую, выявленную в процессе ее работы в конкретной аграрной зоне. Отметили нецелесообразность предложения новых критериев и методик в условиях, когда не определены международные стандарты ISO, регулирующие доступ импортной сельхозтехники на внутренний рынок, а также регламентирующие методы экономической оценки сельскохозяйственной техники при выполнении требований агротехнологий. Напомнили, что Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии утвердило в 2008 г. национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 53056-2008 «Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки», который является документом более высокого уровня, а принципы его применения установлены Федеральным законом № 184-ФЗ «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 г., поэтому предлагать новые критерии не совсем корректно. Показали, что в новой редакции межгосударственного стандарта могут быть приняты и использованы методические положения, предложенные профессором Жалниным Э.В. Подчеркнули необходимость разработки международных стандартов «Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки» и «Машинные технологии для растениеводства. Методы экономической оценки».

Очередная выставка по картофелеводству Potato Europe была организована в Германии осенью 2014 г. Экспонаты демонстрировали в специальном павильоне, на открытых стендах в палаточном комплексе и на специально подготовленном картофельном поле. Более 200 участников, в основном из европейских стран, представили все необходимое для современного картофелеводства: сорта, различные технологии производства, специальные технические средства (культиваторы, сажалки, комбайны, транспортные средства, линии для послеуборочной доработки клубней, фрагменты комплексов для хранения и товарной подготовки клубней и производства различных картофелепродуктов), лабораторное оборудование для определения параметров технологий, машин, условий работы, свойств почв, растений, клубней, широкий ассортимент комплектующих изделий и запасных частей. Были показаны электронные отделители производства группы Tomra Sorting Solutions (Бельгия), которые выпускаются в модификациях. Они заменяют ручной труд на этапах подготовки к реализации широкой гаммы продукции (картофель, овощи, фрукты, орехи, мясные изделия). Стендовый показ экспонатов в палаточном комплексе включал различные элементы технологий современного машинного производства картофеля и технические средства для их осуществления. Одна из основных особенностей данного показа - сравнительно большое количество участников, представивших евроконтейнеры и технические средства для их перевозки, погрузки, мойки и обеззараживания. Показ посадочной техники с демонстрацией формирования гребней без посадки клубней проводили на отдельном участке поля.