Глава 31 электротехнологии в сельском хозяйстве

31.1. Электротехнологии в растениеводстве

В понятие «электротехнология» входит производственное ис­пользование электрической энергии в виде электрических полей и электрического тока, а также предварительное преобразование ее в другие виды энергии (световую, тепловую, магнитную и аку­стическую) для непосредственного воздействия на сельскохозяй­ственные биологические объекты и продукцию. Электротехноло­гия имеет следующие особенности: воздействие на большое чис­ло растительных объектов, животных и птицы, продуктов и мате­риалов; сравнительно простое осуществление автоматизации и точного управления электротехнологическими установками в связи с безынерционностью управления электроэнергией; воз­действие на обрабатываемый объект непосредственно различны­ми формами энергии без использования рабочих машин.

Электротехнологии применяют при обработке металлов (элек­тросварка различных видов, электроэрозионная обработка ме­таллов и т. д.) в растениеводстве и животноводстве.

Электросортирование зерна. В разделе 12.5 рассмотрены неко­торые вопросы очистки и сортирования семян зерновых культур на современных зерноочистительных машинах. Показано, что в ряде случаев эти машины не в состоянии отделить овсюг, куколь, гречишку от зерен пшеницы, зерна ржаного костреца от зерен ржи, овсюг от овса, плевел от зерен льна и др. Эти недостатки отсутствуют в машинах, в которых используются электрические свойства зерна — способность приобретать заряд в электричес­ком поле. Эта способность определяется в основном диэлектри­ческой проницаемостью, проводимостью, а также формой и раз­мерами зерна.

Электрозерноочистительные (электрокоронные) машины де­лят на три типа: решетные, камерные и барабанные.

В камерной электрозерноочистительной машине зерно посту­пает в сепарационную камеру между коронирующим и осади-тельным электродами, плоскости которых параллельны. Осади-тельным электродом служит заземленная металлическая верти­кальная пластинка. Коронирующий электрод выполнен в виде сетки, изготовленной из тонкой проволоки.

При подаче высокого напряжения на электроды около коронирующего электрода в результате коронного разряда образу­ются заряженные частицы — ионы. Перемещаясь от коронирующего электрода к осадительному, ионы заряжают зерно, пода­ваемое в камеру. Заряженное зерно падает в камере под дей­ствием силы земного притяжения и одновременно перемещается под влиянием электростатического поля электро­дов. Чем больший заряд имеет зерно, тем большая сила дей­ствует на него в электрическом поле, тем ближе к осадительно­му электроду оно падает. '

Ввиду того что заряд зерна зависит от его геометрических раз­меров, камерная машина обеспечивает разделение семян по этим признакам.

Для нормальной работы электрозерноочистительных машин необходимо создать напряженность электрического поля около 2 кВ/см в межэлектродном пространстве. Это достигается при­менением повышающих трансформаторов и выпрямительных схем с умножением напряжения, имеющих на выходе напряже­ние ЗО...7ОкВ.

Электрозерноочистительные машины используют в основном для сортирования семенного зерна, предварительно очищенного на обычных ветрорешетных механических машинах. При этом стоимость сортирования 1 т семян несколько ниже, чем сто­имость такого же сортирования на механических машинах.

Разработаны рекомендации по предпосевной обработке семян юрновых культур в электрических и магнитных полях, ультрафи­олетовыми и инфракрасными лучами. Проводятся исследования ПО обработке семян лазером. При проведении этих обработок на-илюдаются повышение энергии прорастания, всхожести, ускоре­ние созревания, увеличение урожайности.

Один из наиболее простых методов воздействия на семена — обработка их в электрическом поле переменного тока высокого напряжения при частоте 50 Гц. Устройство представляет собой плоский конденсатор с параллельными обкладками, в который часыпают семена. Обкладки изолированы. Их подключают на на­пряжение 10 кВ. В зависимости от культуры семена выдержива­ют в электрическом поле 30... 180 с. Приобретенная активность семян сохраняется, как правило, до двух недель со времени обра­ботки.

Электрорассоление засоленных почв.При обычном рассолении почвы избыток солей выносится при промывке почв водой. Од­нако этот процесс длителен и требует большого количества воды.

При электрорассолении участки поля предварительно плани­руют, затем подготавливают к промывке по обычной технологии и монтируют систему электродов, которые погружают в почву. Одноименные электроды соединяют в линии, подключенные к выпрямительной установке.

Поскольку процесс электрорассоления возможен лишь в во-юнасыщенной почве, чеки заполняют водой. После этого вып­рямительную установку подключают к источнику питания, кото­рый может быть как стационарным, так и автономным. Наибо­лее рационально применение полевых линий электропередачи напряжением 10 кВ. В зоне орошаемого земледелия их использу­ют для электроснабжения подстанций у скважин вертикального дренажа.

Стерилизация почв в парниках и теплицах. Стерилизация почвы может быть химической, паровой, огневой и электрической. Электрическая стерилизация почвы осуществляется нескольки­ми способами. В том случае, когда теплицы или парники имеют >лектрообогрев, его включают на шесть—восемь суток. При этом расход электроэнергии составляет примерно 20 кВт • ч/и², или 75 кВт • ч/м³.

Для электростерилизации почвы применяют также специаль­ные переносные гребенки, на деревянных брусьях которых зак­реплены стальные проволочные электроды, соединенные через один перемычками. Перемычки подключают к сети напряжени­ем 380 В после заглубления электродов во влажную почву. Под действием электрического тока почва между электродами про­гревается до заданной температуры. Затем гребенку отключают от сети и перемещают на другой участок почвы.

Для обработки небольшого количества почвы применяют ста­ционарные стерилизаторы. Они представляют собой деревянный ящик с плоскими электродами, внутрь которого загружают пор­цию почвы и на электроды подают напряжение. Стерилизаторы могут быть одно- и трехфазные.