Обоснование параметров вибрационного аппарата для высева семян кунжута тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Шараби Нурэлдин Нурэлдин Мосад

• Шараби Нурэлдин Нурэлдин Мосад
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Шараби Нурэлдин Нурэлдин Мосад

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА - ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ ДЛЯ ПОСЕВА СЕМЯН КУНЖУТА

1.1 Текущие технологии и объёмы возделывания кунжута в мире и Египте

1.2 Технические средства для посева кунжута и их анализ

1.3 Выводы по главе. Цель и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИСКРЕТНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПРОЦЕССУ ВЫСЕВА СЕМЯН КУНЖУТА ВИБРАЦИОННЫМ ВЫСЕВАЮЩИМ АППАРАТОМ

2.1 Модели описывающие взаимодействие частиц

2.2 Свойства частиц, их определение, верификация и задание при моделировании

2.3 Измерение и анализ размеров семян кунжута

2.4 Создание модели частиц семян кунжута

2.5 Анализ и проверка адекватности полученных мультисферных моделей семян кунжута

2.6 Разработка имитационной модели вибрационного высевающего аппарата. Проведение экспериментов и моделирования по оценке влияния зазора выходного отверстия на высев семян кунжута

2.7 Выводы по главе

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1 Программа лабораторных исследований

3.2 Описание лабораторной установки и оборудования. Анализ факторов влияющих на процесс работы

3.3 Планирование многофакторного эксперимента

3.4 Описание системы и принципа регулировки параметров работы вибрационного высевающего аппарата

3.5 Оборудование и приборы для проведения лабораторных исследований

3.6 Выводы по главе

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Результаты влияния параметров работы вибрационного высевающего аппарата на норму высева семян кунжута

4.2 Оценка адекватности полученной математической модели

4.3 Выводы по главе

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ

РАЗРАБОТКИ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Расчёт экономической эффективности использования

предлагаемой сеялки

Приложение Б. Акты внедрения. Сертификаты

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров вибрационного аппарата для высева семян кунжута»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Одной из ключевых задач, стоящих перед человечеством является увеличение объёмов производства продуктов питания при одновременном сохранении качества и доступности продукции. Решение данной задачи невозможно без применения современных средств механизации, замены ручного труда, автоматизации отдельных технологических процессов производства сельскохозяйственной продукции.

Одним из направлений повышения урожайности при одновременном снижении себестоимости продукции, повышении рентабельности производства и снижении нагрузки на почву является дифференцированный подход при возделывании сельскохозяйственных культур. Современные технологии позволяют реализовать данные направления при выполнении ряда условий, одно из которых наличие сеялки с возможностью изменения нормы высева при нахождении в различных частях поля в соответствии с полученными картами заданиями на высев. Отличительной особенностью такой сеялки является автоматически управляемый привод высевающего аппарата.

Одной из ценных культур, возделываемых в мире, является кунжут, производство, которого в большей части сосредоточенно в жарких странах. Анализ показал, что при его производстве, в том числе и посеве, в основном используют ручной труд, так как существующие средства механизации либо очень сложны, дороги и требуют высокой квалификации при настройке и работе с ними, что существенно влияет на себестоимость получаемой продукции, либо не позволяют производить высев в соответствии с агротребованиями.

Исходя из этого возникает необходимость в разработке технических средств для посева семян кунжута, имеющие возможность настройки параметров функционирования и минимальную себестоимость при должном выполнении технологического процесса высева.

Степень разработанности темы. Вопросами совершенствования процесса высева занимались такие учёные как: В.П. Горячкин, В.А.

Жилиговский, А.Н. Карпенко, М.В. Сабликов, П.М. Василенко, М.Н. Летошнев, М.Х. Пигулевский, которые заложили основы теории высева и теоретические основы построения машин для посева. Далее процесс функционирования высевающих аппаратов исследовался: К.И. Дебу, Ю.А. Вейс, Е.А. Зимина, С.В. Кардашевский, В.А. Лаврухин [10], С.П. Мухин, Н.М. Беспамятова [4], И.Н. Краснов, Н.П. Крючин, А.А. Вишняков, М.С. Хоменко, Г. Вайсте, Г. Хеёге, В. Цёрес, В.Н. Чикильдин [17], А.А. Колинько, С.И. Камбулов, А.И. Завражнов, Н.Ю. Пустоваров, В.Г. Козлов, А.Л. Жиляков, В.К. Евтеев, А.А. Бричагина, Ю.А. Семенихина [14], Л.М. Максимова, А.А. Кунавин, К.П. Дубина, Н.Д. Трухачёв [15], П.Я. Лобачевский, В.И. Хижняк, А.Ю. Несмиян, А.Э. Богус, Е.И. Трубилин и др.

На основании проведённого анализа существующих научных работ, устройств сеялок и их высевающих аппаратов, были рассмотрены их технологические параметры работы, конструктивные особенности, выявлены их преимущества и недостатки, влияющие на показатели процесса высева семян. Данный анализ позволил сформулировать цель работы.

Цель работы - улучшение показателей процесса высева семян кунжута путём оптимизации параметров работы вибрационного высевающего аппарата сеялки.

Для достижения данной цели нам было необходимо решить следующие задачи исследования:

1. Провести анализ конструкций существующих высевающих аппаратов, способных высевать семена кунжута;

2. Провести анализ технологических свойств семян кунжута и создать оптимальную цифровую модель семени;

3. Провести анализ влияния зазора между колеблющейся семенной пластиной и выходным отверстием в высевающем аппарате на процесс высева семян кунжута;

4. Провести стендовые испытания модернизированного высевающего аппарата с новыми параметрами функционирования;

5. Определить экономическую эффективность от использования модернизированного высевающего аппарата.

Рабочая гипотеза. Повышение эффективности функционирования вибрационного высевающего аппарата при высеве семян кунжута возможно за счёт оптимизации параметров его функционирования.

Научная гипотеза. При работе вибрационного высевающего аппарата повысить его эффективность возможно за счёт изменения параметров его работы, влияющих на процесс дозирования семян кунжута.

Объект исследования - технологический процесс высева семян кунжута вибрационным высевающим аппаратом и его параметры работы.

Предмет исследования - - закономерности и способы повышения показателей процесса высева семян кунжута путём оптимизации конструктивных параметров работы вибрационного высевающего аппарата.

Научную новизну работы составляют:

- методика формирования оптимальной цифровой модели семени кунжута и сама цифровая модель семени кунжута;

- применение теории дискретно-элементного моделирования к технологическому процессу высева семян кунжута вибрационным высевающим аппаратом;

- теоретические и практические зависимости показателей работы вибрационного высевающего аппарата при высеве семян кунжута.

Теоретическую значимость работы составляет математическая модель взаимодействия семян кунжута с рабочим органом вибрационного высевающего аппарата в зависимости от его параметров работы. Данная модель позволяет определять оптимальные параметры работы вибрационного высевающего аппарата и может быть использована при разработке новых и совершенствовании существующих конструкций высевающих аппаратов.

Практическую значимость работы составляют:

- диапазоны параметров работы вибрационного высевающего аппарата при высеве семян кунжута, использование которых позволит сократить расход семян и повысить производительность работы сеялки;

- теоретические и экспериментальные зависимости работы вибрационного высевающего аппарата могут быть использованы на заводах- изготовителях машин для посева;

- вибрационный высевающий аппарат с возможностью регулировки параметров высева семян кунжута;

Методология и методы исследования. При проведении теоретических исследований использовались методы структурно-параметрического анализа и синтеза, методы математического моделирования методом дискретно-элементного моделирования с использованием программного продукта EDEM. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась методами математической статистики.

Результаты моделирования обрабатывались с помощью программ: Microsoft Excel и Statistica.

Положения выносимые на защиту:

- имитационная модель вибрационного высевающего аппарата, функционирующего с различными параметрами;

- оптимальная цифровая модель семени кунжута с возможностью использования её при моделировании методом дискретно-элементного моделирования;

- закономерности изменения эффективности функционирования вибрационного высевающего аппарата от параметров его работы при высеве семян кунжута;

- вибрационный высевающий аппарат, позволяющий оптимизировать параметры работы при высеве семян кунжута;

- показатели экономической эффективности применения вибрационного высевающего аппарата с регулировкой параметрами его функционирования.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается проведёнными экспериментальными исследованиями, а также высокой степенью сходимости теоретических и практических показателей функционирования вибрационного высевающего аппарата при высеве семян кунжута.

Материалы исследований докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях и выставках, включая конференции профессорско-преподавательского состава Донского государственного технического университета (2018-2020), ежегодную международную конференцию «Инновационные технологии в науке и образовании» (2018...2020), ежегодной международной конференции «Интерагромаш» (2018...2021), национальной научно-практической конференции «Технологические новации как фактор устойчивого и эффективного развития современного агропромышленного комплекса» (РГАУ, Рязань, 2020).

Результаты исследований были переданы в ООО «Клён».

Личный вклад соискателя состоит в выявлении проблематики, формировании цели, задач и методов исследования, разработки методологии исследования технологического процесса истечения семян кунжута и оценки качества процесса, разработки методики проведения эксперимента, получения новых результатов, их обработки, построении зависимостей и оценки их на адекватность подготовке научных публикаций.

Публикациии. По результатам проведённых исследований были опубликованы 7 научных статей, их них в изданиях, включённых в перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций - 2, журналах цитируемых в зарубежных базах Scopus and web of science - 3.

Структура и объем диссертации: диссертационная работа представлена на 133 страницах печатного текста, состоит из введения, пяти глав, основных результатов, выводов, и список литературы из 123 использованных литературных источников.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА - ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ ДЛЯ ПОСЕВА СЕМЯН КУНЖУТА

1.1 Текущие технологии и объёмы возделывания кунжута в мире и

Египте

Кунжут (Sesamum indicum L.) считается одной из важнейших масличных культур в мире, которая имеет высокий уровень содержания масла (50-60%) и белка (18-25%) [30, 84]. Семена кунжута богаты белком, фосфором и кальцием, что делает их очень ценным пищевым продуктом [113]. В последние годы во всем мире растет спрос как на его семена, так и на кунжутное масло. Поэтому многие страны стали производить кунжут и экспортировать его, потому что это один из важнейших источников иностранной валютыдля многих стран, особенно в Африке и Азии. Таким образом, это одна из основных культур, выращиваемых коммерчески в более чем 80 странах мира. Посевная площадь кунжута в этих странах увеличилась с 8,22 млн га в 2010 году до 12,82 млн га в 2019 году. При увеличении площадей мировое производство кунжута так же выросло с 4,32 млн тонн в 2010 году до 6,55 млн тонн в 2019 году, как показано на рисунке 1.1 [36].

2 13,0

= 12,0 к

2 11,0 ^

ш

Ч 10,0 т о ш

£ 9,0

(О

и

о

^ 8,0

1 Площадь возделывания

Объём производства

7,0

О

г 7,0

- 6,5

о

I-

(С

Ь 6,0 ¡3

о со

■ 5,5

о &

- 5,0 ;> :<и £ Ю

Ь 4,5 °

4,0

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

Годы

Рисунок 1.1 - Площадь возделывания и объём производства кунжута в мире

Кунжут (Sesamum indicum L.) очень ценная культура начала возделываться в Африке в Египте, но очень быстро распространившаяся по всему миру. В различных странах кунжут имеет различные названия например в Африке он называется - benniseed, в Индиии - gingelly, в США - benne, в Бразилии -gengelin, однако это одни и те же растения разных сортов семейства Pedaliaceae, являющего тропическим однолетним растением [42]. Для производства кунжута лучше использовать плодородные рыхлые и аллювиально песчаные почвы. На них растения кунжута при правильной обрабтке могут достигать до 90 - 120 см в высоту. При этом кунжут очень требователен к теплу, как и множество тропических растений. Попытки повысить его морозостойкость пока что не достигли желаемых результатов. Наилучшей оптимальной температурой, при которой происходит рост растения и его развитие, является диапазон 25 - 27°C, при этом при производстве культуры в период возделывания от 90 до 120 дней заморозки не допускаются [41]. Кунжут в зависимости от сортов бывает различного цвета: белого, серого, чёрного, коричневого, красного, жёлтого и используется в виде целых семян в приготовлении диссертови салатов, в виде масла при приготовлении блюд, в измельчёном виде при добавлении подсластителя (сахара или мёда) используется для приготовления дисертов, а так же используется в фармацевтике, косметологии и парфюмерии [57]. Кунжут имеет белок схожий с белком сои и обладает хорошим аминокислотным составом. Ежегодный мировой объём потребления пищевых жиров и масел из кунжута составляет 120 млн.т [114].

Производство кунжута в мире и темпы роста объёмов его производства. За период с 2013 по 2019 год объём произодства вырост более чем на 1,17 млн. тонн и составил 6,55 млн тонн при общей площади возделывания 12,82 млн.га [36]. По данным ФАО (2019), Более 95% кунжута в мире производится в Африке и Азии объёмы производства кунжута в которых от общемировых составляют 57% и 40% соответственно. Лидерами по производству кунжута являются Судан, Мьянма и Индия. Однако урожайность кунжута в этих странах низкая, от 3 ц/га до 5 кг/га, из-за меньшего использования техники при выращивании кунжута и

уборке урожая. (рисунок 1.2). Не смотря на относительно высокие урожаи (например, в Италии средняя урожайность кунжута составляет 16 ц/га в 2017 г.) Европейские страны выращивают небольшой объём при этом в них производится основная переработка кунжута на масло и дальнейшая его продажа [41]. Китай считается самым высоким по урожайности семян кунжута в первой десятке стран-производителей кунжута, поскольку средняя урожайность семян кунжута в Китае (16.2 ц/га) более чем в 3 раза выше, чем в Индии (4.85 ц/га), и более чем в 5 раз выше, чем в Судане (2.85 ц/га) в 2019 году как показано на рисунке 1.2.

Глобальный маркетинг семян кунжута. Азия производит большое количество кунжута, но импортирует больше, чем производит, из-за роста населения и постоянного увеличения спроса на кунжут. Например, Только в Китае, потребление кунжута в 2016 году составило 1,3 миллиона тонн. В 2019 году, Азия импортировала более 1,22 миллиона тонн семян кунжута, в то время как у нее было дополнительно в кунжутном масле более 17,2 тысячи тонн, который экспортировал их в Европу, Америку и Австралию. В настоящий момент Африка экспортирует более 1,42 миллиона тонн семян кунжута, как показано в таблице 1.1. В Европу были импортированы как семена кунжута, так и масло [36].

Таблица 1.1 - Объём экспорта и импорта семян кунжута и масла из и в различные регионы мира в 2018 и 2019 г.

Регион кунжутное масло, тонн зерна кунжута, тонн

Количество импорта Количество экспорта Количество импорта Количество экспорта

2018 2019 2018 2019 2018 2019 2018 2019

Африка 2665 640 4927 3576 78104 65597 1365913 1489301

Америка 27746 24913 13235 8469 109577 92246 93909 97070

Азия 24358 22686 44623 39908 1597499 1763372 570896 536370

Europe 15635 16181 6950 7404 189173 193658 37262 38147

Австралия и Новая Зеландия 2613 2761 38 17 7003 7690 34 16

Мир 73090 67253 69830 59466 1981390 2122592 2068014 2160904

1,3 и

1,1 -

ЕЕ 0,9 А

I-и Ч

° 0,7 А т

О

с 0,5 -

Ш :<и

ю 0,3 А

о

0,1

I IОбъём производства, млн.тонн о Урожайность, тонн/га

С*

1—1

1 ■ ■

г 1,8

" 1,5

ГО

- 1,2 | I-

.о

У 0,9 £

(О

У 0,6 *

о

а

>

- 0,3

0,0

///у

г

л

Страны

Рисунок 1.2 - Производство кунжута в ТОП 10 странах-производителях

кунжута в 2019 г.

Кунжут в России. По данным ФАО (2021 г.), За последний период (20102019 г.г.) Россия существенно увеличила объём импорта зерна кунжута и этот объём продолжает расти. В результате растет спрос на кунжут в России на федеральном уровне, будь то семена или масло кунжута. Россия импортировала 14 647 тонн кунжута и 883 тонны кунжутного масла на сумму около 2500 миллионов рублей в 2019 году, по сравнению с 2010 годом- импортировали 5661 тонн семян кунжута и 387 тонн кунжутного масла стоимостью 833 миллиона рублей всего за один миллион рублей в 2010 году, как показано на Рисунке 1.3. Следовательно, расходы на импорт кунжута за этот период увеличились в три раза [36]. Очевидно, что при увеличении мирового производства кунжута, а так же снижения его относительной себестоимости за счёт применения современных технологий возделывания и средств механизации позволит нашей стране приобретать этот продукт по более выгодной цене.

17000 п

15000 -

13000 -

] кунжутное масло, тонн ] зерна кунжута, тонн Годовой импорт кунжута, мил. руб.

г 2500

5000

ю >

а

- - 2000 ^

1500

1000

(О £

*

X

>

I-

а о

500

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

Годы

0

17000

¡2 15000 -£

* 13000 Н

2С I-

а

° 11000 -

о ш о Ч о

| ¡зерна кунжута, тонн Е^^З кунжутное масло, тонн о Годовой импорт кунжута, мил.

9000

7000

□ 387

5000

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

Годы

2400

2000

1600

1200

800

400

ю >

а

(О

£ *

х

>

I-

а о

о ш о Ч о

0

Рисунок 1.3 - Объём годового импорта кунжута в Россию с 2010 по 2019 годы

Производство кунжута в Египте. Египет является одной из ведущих стран мира по производству кунжута, так как в 2019 году он занял 18-е место в мире с площадью 28 000 га, которая насчитывает около 38 000 тонн [36]. В Египте кунжут является одной из основных масличных культурой, как для местного потребления, так и для экспорта. Он экспортируется во многие страны; например, Тунис импортирует до 20% кунжута из Египта.

Анализ объёмов производства зерна кунжута и площадей занятых под посевами в Египте, представленный на рисунке 1.4, а так же данных

аналитических агенств [36] показали значительные колебания, до 2,5 раз объёмов производимого кунжута в Египте за период 2010 - 2019 годы. При этом объём произведённого зерна кунжута зависел от объёма площадей задействованных для возделывания этой культуры, а так же от средней урожайности, которая в этот период времени изменялась в пределах от 12,5 до 13,8 ц/га и являлась относительно урожайности в других странах довольно таки низкой. Уменьшение посевных площадей кунжута в Египте связано с нежеланием фермеров выращивать кунжут из-за низкой урожайность и высоких затрат на ручной посев и сбор урожая. Что вынуждает фермеров сажать другие культуры, такие как помидоры, картофель и другие.

50000 ИПосевные площади,га □ Объём производства, тонн

Ш 45000 - П ^

£

0 I 40000 - Г"

—

(С о _

£ £ 35000 - Г П П

Ч СО —

п п

§ § 30000 -

^ и — — —

с т

2 О 25000 Г

1 =

8 20000 -

о

с

15000

10000 -1-1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1— I I ■

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

годы

Рисунок 1.4 - Показатели объёмов возделывания зерна кунжута в Египте с 2010

- 2019 годы

Хотя выращивание данной культуры обладает высокой адаптивностью к суровым условиям, где трудно выращивать другие культуры, все еще существуют трудности связанные с увеличением его посевных площадей. Текущая ситуация при возделывании кунжута имеет ряд особенностей, таких как, посев кунжута на менее плодородных почвах, сокращение рабочей силы и отсутствие необходимого объёма внесения удобрений. Традиционный способ посева кунжута, такой как ручная посадка, все еще распространен во многих

странах. Он считается одним из наиболее значимых сдерживающих факторов ограничивающих увеличение посевных площадей и увеличения объёмов его производства. При этом в мире существуют ограничения при возделывании с использованием технологий точного высева по сравнению с другими культурами

[98].

Основные проблемы при производстве кунжута. Существует ряд ограничений, препятствующих повышению продуктивности кунжута, такие как:

1. Исследовательский интерес к кунжуту гораздо ниже, чем к другим культурам, таким как кукуруза и пшеница, хотя кунжут является основной экспортной культурой во многих странах.

2. Недостаток использования современных технологий и средств механизации при выращивании и уборке кунжута, таких как сеялки и комбайны. Из-за низкой маржинальности сельского хозяйства большинство фермеров выращивающих кунжут относятся к малообеспеченному классу, который не имеет возможности позволить себе современные технологии в посадке и уборке кунжута.

3. Некоторые сорта кунжута имеющие маленькую потенциальную урожайность высаживаются в одних странах по сравнению с другими высокоурожайными сортами, выращиваемыми в других странах.

4. Фермеры зависят от традиционных методов выращивания кунжута, таких как ручная посадка или традиционная система вспашки, что приводит к трудоемкости и удорожанию производства, а также к неточному распределению семян вдоль и между рядками.

5. Отсутствуют оросительные системы. Несмотря на то, что культура кунжута обладает высокой засухоустойчивостью, в отдельных местах урожай очень сильно зависит от выпавших осадков.

1.2 Технические средства для посева кунжута и их анализ

Существующие методы посева кунжута. В связи с тем, что кунжут возделывается в странах с различной развитостью средств механизации, при посеве могут использовать как примитивные орудия труда типа ручных сеялок и сеялок приводимых в движение животными, так и высокотехнологичными сеялками агрегатируемыми с тракторами [18] (рисунок 1.5). В различных странах техлологии выращивания кунжута имеют свои особенности и специфику. Для различных типов семян и культур, а также средств механизации для их посадки существуют агротребования [1]. Рассмотрим требования к процессу посева на примере агротехнологий выращивания кунжута в Египте. В зависимости от условий выращивания, плодородности почвы, сорта кунжута и имеющихся средств механизации посев производят с междурядиями 40 - 60 см и расстояниями 10 - 20 между лунками в которых может произростать от одного до трёх растений. При большем количестве растений в лунке происходит их взаимоугнетание приводящее к полной гибели всех растений в лунке, что существенно снижает урожайность. Поэтому при использовании примитивных средств посадки, не позволяющих выдерживать заданые агротребования к посеву, производят послевсходовое прореживание которое в большинстве случает, из-за отсутствия средств механизации, производится вручную. Так же в отсутствии у большинства производителей методов оценки качества семян (полевой всхожести), а также не возможности высадки семян на заданную глубину, с учётом допустимых заданных отклонений по глубине посадки, а также специфики физико-механических свойств семян, в большинстве случаев завышают норму высева до 5 раз, а потом уже по факту взошедших растений производят прореживание. Увеличение ширины междурядья ведёт к увеличению площадки питания растения и облегчению междурядной обработки для борьбы с сорняками особенно при использовании ручного труда. Рассмотрим наиболее распространённые схемы посадки.

Ручная посадка. При ручной посадке (рисунок 1.5) не возможна точная дозировка высеваемых семян кунжута обладающих очень малыми размерами. При использовании ручных средств дозирования и посадки для повышения точности семена кунжута смешивают с золой, почвой или песком в соотношении один к трём, но ряд исследовательских источников рекумендуют смешиват один к пяти. При этом рекомендуемая норма высева должна составлять 5-7 кг при рядовом способе посева и 7-10 кг при широкорядном способе посева. При этом на норму высева существенное влияние оказывает человеческий фактор, а именно навыки человека производящего высев с определённой равномерностью распределения [104].

Рисунок 1.5 - Существующие методы посева кунжута

При ручной посадке распределение растений в рядке очень неравномерно и характеризуется наличием большого количества зон с повышенной густотой и зон с малым количеством взошедших растений. Данный эффект возникает из-за неравномерности распределения семян в смеси с песком, золой или почвой, отсутствия средств измерения и контроля у человека производящего высев. Послевсходовое прореживание позволяет частично сгладить полученную

неравномерность при посадке, при этом пытаются выдержать рекомендуемое растояние между лунками с растениями, которое должно составлять 10 см при этом на метр длины должно быть от 22 до 25 взошедших семян. При отсутствии семян в результате пропуска или их гибели производят точечное подсеивание. Соблюдение данных рекомендаций по качеству выполнения технологических операций приводит к максимально возможной при данной технологии урожайности.

Ручная посадка с использованием средств механизации. По сравнению с предыдущим ручным способом посева, при данном способе высева кунжута используются средства механизации приводимые в движение человеком (рисунок 1.6). Данные устройства бывают тягаемые и толкаемые и отличаться сложностью конструкции рабочих органов формирующих борозду, дозирующих семена и заделывающих семена в почву. При данных способах посепа предшедствующей операцией подготовки почвы является её обработка производимая в большинстве случает с помощью мотыги.

Ручная сеялка с механическим Ручная сеялка для кунжута управлением в Танзании

Рисунок 1.6 - Сеялки для ручной посадки с использованием средств

механизации

Механизированная посадка сеялками агрегатируемыми с тракторами. В настоящее время кунжут сеют рядными сеялками агрегатируемыми с тракторами. Которые как правило, состоят из одного или нескольких бункеров семян, высевающих аппаратов, а также устройств для заделки семян в почву. Регулировки сеялок направлены либо на установку

нормы высева семян, либо на регулировку глубины высева. Кунжут высаживают рядами с равным шагом между ними, что будет способствовать более высокой урожайности с глубиной заделки семян 2-5 см. Во многих странах широкого распространения сеялки не получили, так как отсутствуют программы партнёрства такие как в Эфиопии, между международными и местными организациями и производителями семян кунжута.

Так, например, программа комплексного развития семеноводческого сектора в Эфиопии направлена на укрепление динамичного развития, при котором качественные семена более продуктивных сортов доступны для большего числа фермеров, способствуя тем самым повышению урожайности, продовольственной безопасности и экономическому развитию Эфиопии. Программа реализуется совместными усилиями университетом Bahir Dar, университетом Haramaya, университетом Hawassa, университетом Mekelle, организацией Oromia Seed Enterprise, Эфиопской Ассоциацией семеноводства и Центром инновационного развития города Вагенингена. Программа финансируется Генеральным директоратом международного сотрудничества через посольство Королевства Нидерландов в Аддис-Абебе. Она работает с Rhea Composites (специализируется на производстве продукции для сельского хозяйства) для разработки прототипов и местного производства сеялок семян кунжута для мелких фермеров (рисунок 1.5) [115].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шараби Нурэлдин Нурэлдин Мосад, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агротехнические требования, предъявляемые к посеву семян зерновых культур и применяемым средствам механизации. URL: https:// studbooks.net/1291275/agropromyshlennost/agrotehnicheskie_trebovaniya_pr edyavlyaemye_posevu_semyan_zernovyh_kultur_primenyaemym_sredstvam_mehan izatsii (дата обращения: 05.03.2021).

2. Адлер, Ю. П. Введение в планирование эксперимента [Текст] / Ю. П. Адлер. - М.: Металлургия, 1969. - 158 с.

3. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст] / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 279 с.

4. Беспамятнова, H. M. Анализ модели управляемого синтеза технических виброструктур [Текст] / Н. М. Беспамятнова, Ю. А. Беспамятной, А. А. Колинько // Совершенствование технических средств производства продукции растениеводства: межвузовский сб. науч. тр. / ФГБОУ ВПО АЧГАА. Зерноград, 2013. - С. 21-31.

5. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях / В.А. Вознесенский. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 1981. - 264 с. - (Сер. «Матем. статистика для экономистов»).

6. Выгодский, М. Я. Справочник по высшей математике : справочник [Текст] / М. Я. Выгодский. - М.: АСТ: Астрель, 2006. - 991 с.

7. ГОСТ 31345-2017 Техника сельскохозяйственная. сеялки тракторные: Методы испытаний -М.: Стандартинформ, 2018. - 58 с.

8. ГОСТ 34393-2018. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. В вед. 2019-09-01. - М.1 Стандартинформ, 2018. -30 с.

9. Зубрилина Е.М. Обоснование параметров пневматического аппарата для одновременного высева семян кукурузы: дис. ... канд. тех. наук. - Зерноград, 2002

10. Кардашевский С.В. Высевающие устройства посевных машин. -М д Машиностроение, 1973.

11. Колинько, А. А. Применение вибрации при одновременном посеве семян и удобрений в условиях недостаточного увлажнения почвы / Колинько А.А. // Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса: Сб. науч. тр. 12-й Международной научно-практической конференции в рамках 22-го Агропромышленного форума юга России и выставки «Интерагромаш-2019»

(Ростов-на-Дону, ДГТУ, 27 февраля 1 марта 2019 г.). Ростов-на-Дону, 2019. С. 204-207.

12. Мельников, С. В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов [Текст] / С. В. Мельников, В.Р. Алешкин, П. М. Рощин. - 2-е изд. пераб. и доп. - Ленингр.: Колос, 1980. - 168 с.

13. Подготовка технико-экономического обоснования на основе аналитических и технико-экономических исследований приоритетных направлений прогнозируемого развития создания высокоэффективных технологий посева и технических средств с элементами динамических систем управления одновременным неконтактным высевом семян и удобрений: Отчёт о НИР: (промежуточный): 09.01.02.02/ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии; Рук. Беспамятнова Н.М. - г. Зерноград, 2011. - 131 с. Исполн.: Беспамятное Ю.А.; Семенихина Ю.А.; Реутин В.В.; Колинько А.А.; Божко И.В.; Головин, В.В. -№ВР PASHN 7721022959.11.8.002.6 — Инв. № 92 - 11.1.

14. Семенихина, Ю. А. Повышение качества высева семян кормовых трав вибродискретной высевающей системой: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Семенихина Юлия Александровна. - Зерноград, 2013. - 166 с.

15. Трухачёв, Н.Д. Совершенствование процесса высева несыпучих семян кормовых растений травяными сеялками: дис. ...канд. техн. наук: 05.20.01 / Трухачев Евгений Дмитриевич. - Ставрополь, 2015.

16. Хижняк, А. А. Экономическая эффективность новой сельскохозяй ственной техники [Текст]/ А. А. Хижняк, А. С. Зинякин, Е. В. Шеврина -Оренбург : Изда тельский центр ОГАУ, 1997.

17. Чикильдин В.Н. Совершенствование процесса высева семян пропашных культур пневматической сеялкой (на примере кукурузы): дис. канд. тех. наук. -Ставрополь, 2011. - 154 с

18. Шараби, Н. Н. Анализ Технологий и Выращивания Кунжута в Египте и Мире [Текст] / Н. Н. Шараби, А. В. Бутовченко.// Xii международная научно-практическая конференция «состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса». - Ростов-на-Дону.: 27 февраля . - 2019. - с. 425-430

19. Шараби, Н. Н. Моделирование истечения семян кунжута при колебательном дозировании семян устройством c использованием DEM / Н. Н. Шараби, А. А. Дорошенко, А. В. Бутовченко. // Инженерные технологии и системы. - 2020. - Т. 30, № 2. - с. 219-231.

20. Шараби, Н. Н. Сравнительный Анализ Сеялок Точного Высева [Текст] / Н. Н. Шараби, А.Ф. Кольцов , А.В. Бутовченко // Vii Международная Научно-

Практическая Конференция «Инновационные Технологии в Науке и Образовании». - с. Дивноморское: , 04-14 сентября . - 2019. - с. 244-250

21. Шпилько, А. В. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники [Текст]/ А. В. Шпилько - М : Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ, 1998.

Reference

22. Aglave, H. R. Physiochemical characteristics of sesame seeds [Text] / H. R. Aglave // Journal of Medicinal Plants Studies. - 2018. - Vol. 6. - №1 - p. 64-66.

23. Ahmad, M. Physiochemical characteristics of sesame seeds [Text] / M. Ahmad // Agricultural Mechanization in Asia Africa and Latin America. - 1994. - Vol. 25. - №4 - p. 24-28.

24. Alyemeni, M. N. Physico-chemical analysis and mineral composition of some sesame seeds (Sesamum indicum L.) grown in the Gizan area of Saudi Arabia [Text] / M.N. Alyemeni, A. Y. Basahy, H. Sher. // Journal of Medicinal Plants Research. Academic Journals. - 2011. - Vol. 5. №2 - p. 270-274.

25. Amazone ED precision seeder - 2021 [Electronic resource]. Update date :14.03.2021-URL:http:// https ://amazone.net/en/products-digital-solutions/agricultural-technology/seeding/precision-sowing-technology (Date of access: 14.03.2021).

26. Amazone ISOBUS - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://amazone.net/en/products-digital-solutions/digital-solutions/software/isobus (Date of access: 14.03.2021).

27. Amazone precision ED air seeder - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://amazone.net/en/products-digital-solutions/agricultural-technology/seeding/precision-sowing-technology/ed-precision-air-seeder-54330 (Date of access: 14.03.2021).

28. Boac, J. M. Applications of discrete element method in modeling of grain postharvest operations [Text] / J. M. Boac, R. K. Ambrose, M. E. Casada, et al.// Food Engineering Reviews. - 2014. - Vol. 6. - №4 - p. 128-149.

29. Boac, J. M. Material and interaction properties of selected grains and oilseeds for modeling discrete particles [Text] / J. M. Boac, M. E. Casada, R. G. Maghirang, J. P. Harner // American Society of Agricultural and Biological Engineers/ Reno, Nevada, 21-24 june, 2009. - 2009: p. 1.

30. Borchani, C. Chemical characteristics and oxidative stability of sesame seed, sesame paste, and olive oils [Text] / C. Borchani, S. Besbes, C.H. Blecker, et al.// Journal of Agricultural Science and Technology. - 2010. - Vol. 12. - №5.- p. 585596.

31. Chen, Z. An approach to and validation of maize-seed-assembly modelling based on the discrete element method [Text] / Z. Chen, J. Yu, D. Xue, et al.// Powder Technology. - 2018. - Vol. 328.- p. 167-183.

32. Cundall, P. A discrete numerical model for granular assemblies [Text] / P. A. Cundall, O. D. Strack// geotechnique. - 1979. - Vol. 29.- №1.- p. 47-65.

33. Doroshenko, A. The modeling of the process of grain material outflow from a hopper bin with a lateral outlet [Text] / A. Doroshenko, A. Butovchenko, L. Gorgadze// In MATEC Web of Conferences. EDP Sciences. - 2018. - Vol. 224.- p. 05013.

34. Drescher, A. Analytical methods in bin-load analysis [Text] / A. Drescher. -Amsterdam: Elsevier, 1991. - 255 p.

35. Eckey, E. W. Vegetable Fats and Oils [Text] / E. W. Eckey. - New York: Reinhold Publishing Corporation, 1954. - 836 p.

36. FAOSTAT // Food and Agriculture Organization, Rome, Italy: FAOSTAT Database., - 2021 [Electronic resource]. Update date:13.03.2021-URL:http:// http://www.fao.org/faostat/en/#data (Date of access: 13.03.2021).

37. Favier, J. F. Shape representation of axi-symmetrical, non-spherical particles in discrete element simulation using multi-element model particles [Text] / J. F. Favier, M. H. Abbaspour-Fard, M. Kremmer, et al. // Engineering computations. - 1999. -Vol. 16.- №4.- p. 467 - 480.

38. Freireich, B. Intra-tablet coating variability for several pharmaceutical tablet shapes [Text] / B. Freireich, W. R. Ketterhagen, C. Wassgren, // Chemical engineering science. - 2011. - Vol. 66.- №12.- p. 2535-2544.

39. Guo, Y. Some computational considerations associated with discrete element modeling of cylindrical particles [Text] / Y. Guo, C. Wassgren, W. Ketterhagen, et al. // Powder technology. - 2012. - Vol. 228.- p. 193-198.

40. Guozhong, Z. Design and indoor simulated experiment of pneumatic rice seed metering device [Text] / Z. Guozhong, Z. Ying, L. Xiwen, et al. // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. - 2015. - Vol. 8.- №4 - p. 10-18.

41. Gupta, S. K. Breeding oilseed crops for sustainable production: opportunities and constraints [Text] / S. K. Gupta. - Academic press, 2015. - 564 p.

42. Hassan, M. A. Studies on Egyptian sesame seeds (Sesamum indicum L.) and its products 1-physicochemical analysis and phenolic acids of roasted Egyptian sesame seeds (Sesamum indicum L. [Text] / M. A. Hassan // World Journal of Dairy & Food Sciences. - 2012. - Vol. 7.- №2 - p. 195-201.

43. Hertz, H. Über die Berührung fester elastischer Körper [Text] / H. Hertz // Journal für die reine und angewandte Mathematik. - 1882. - Vol. 92.- №156-171. - p.

22.

44. Hongxin, L. Study on multi-size seed-metering device for vertical plate soybean precision planter [Text] / L. Hongxin, G. Lifeng, F. Lulu, et al. // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. - 2015. - Vol. 8.- №1. - p. 1-8.

45. Horabik, J. Parameters and contact models for DEM simulations of agricultural granular materials: A review [Text] / J. Horabik, M. Molenda // Biosystems Engineering. - 2016. - Vol. 147.- p. 206-225.

46. Horsch ISOBUS solutions - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http://

https://www.horsch.com/au/products/intelligence/isobus-solutions/ (Date of access: 14.03.2021).

47. Horsch Maestro characteristics - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.horsch.com/ru/produkty/mashiny-dlja-poseva/mashiny-dlja-tochnogo-vyseva/maestro-cv (Date of access: 14.03.2021).

48. Horsch Maestro seed meter - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.horsch.com/en/products/seeding-technology (Date of access: 14.03.2021).

49. Horsch seeders' brochure - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.horsch.com/en/information-material (Date of access: 14.03.2021).

50. Irtem Disc planter - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.irtem.com.tr/en/disc-type (Date of access: 14.03.2021).

51. Irtem pneumatic seeder - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.irtem.com.tr/en/disc-type (Date of access: 14.03.2021).

52. Irtem seed control system - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.irtem.com.tr/en/spare-part (Date of access: 14.03.2021).

53. Jia, H. Design and key parameter optimization of an agitated soybean seed metering device with horizontal seed filling [Text] / H. Jia, Y. Chen, J. Zhao, et al. // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. - 2018. - Vol. 11.-№2. - p. 76-87.

54. Johnston, L. J. Selected additives did not improve flowability of DDGS in commercial systems [Text] / L. J. Johnston, J. Goihl, G. C. Shurson // Applied engineering in agriculture. - 2009. - Vol. 25.- №1. - p. 75-82.

55. Ketterhagen, W. R. Process modeling in the pharmaceutical industry using the discrete element method [Text] / W. R. Ketterhagen, M.T. am Ende, B.C. Hancock // Journal of pharmaceutical sciences. - 2009. - Vol. 98.- №2. - p. 442-470.

56. Khatchatourian, O. A. Process modeling in the pharmaceutical industry using the discrete element method [Text] / O. A. Khatchatourian, M. O. Binelo, R. F. de Lima // Biosystems engineering. - 2014. - Vol. 123.- p. 68-76.

57. Khier, M. K. Chemical composition and oil characteristics of sesame seed cultivars grown in Sudan [Text] / M. K. Khier, K. E. Ishag, A. E. Yagoub// Research Journal of Agriculture and Biological Sciences. - 2008. - Vol. 4.- №6. - p. 761-766.

58. Kinze planters displays - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.kinze.com/displays-for-kinze-planters-options-features-and-differences/ (Date of access: 14.03.2021).

59. Kinze precision planters - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.kinze.com/planters (Date of access: 14.03.2021).

60. Kinze precision seeder - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.kinze.com/planters/4905-planter (Date of access: 14.03.2021).

61. Kinze-product Manuals - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http://https://www.kinze.com/resources/product-manuals/ (Date of access: 14.03.2021).

62. Klen precision seeders - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://KneH-arpo.pfo/seyalka-ovoshhnaya-klen.html (Date of access: 14.03.2021).

63. Klen seed meter - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://KneH-arpo.pfo/seyalka-ovoshhnaya-klen.html (Date of access: 14.03.2021).

64. Kruggel-Emden, H. A study on the validity of the multi-sphere Discrete Element Method [Text] / H. Kruggel-Emden, S. Rickelt, S. Wirtz, et al. // Powder Technology. - 2008. - Vol. 188.- №2 - p.153-165.

65. Kverneland Monopill seed meter - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://uk.kverneland.com/Kverneland-

Seeding/Precision-Drills/Kverneland-Monopill-Monopill-e-drive-H (Date of access: 14.03.2021).

66. Kverneland Monopill series - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://uk.kverneland.com/Kverneland-Seeding/Precision-Drills/Kverneland-Monopill-Monopill-e-drive-n (Date of access: 14.03.2021).

67. Kverneland Optima seed meter - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://uk.kverneland.com/Kverneland-Seeding/Precision-Drills/Kverneland-Optima-rigid (Date of access: 14.03.2021).

68. Kverneland Optima series - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://uk.kverneland.com/Kverneland-Seeding/Precision-Drills/Kverneland-Optima-rigid (Date of access: 14.03.2021).

69. Leblicq, T. A discrete element approach for modelling the compression of crop stems [Text] / T. Leblicq, B. Smeets, H. Ramon, et al. // Computers and electronics in agriculture. - 2016. - Vol. 123.- p. 80-88.

70. Lei, X. Simulation of seed motion in seed feeding device with DEM-CFD coupling approach for rapeseed and wheat [Text] / X. Lei, Y. Liao, Q. Liao // Computers and electronics in agriculture. - 2016. - Vol. 131.- p. 29-39.

71. Li, X. Dynamic analysis and simulation on sucking process of pneumatic precision metering device for rapeseed [Text] / X. Li, Q. Liao, J. Yu, et al. // Journal of Food Agriculture & Environment. - 2012. - Vol. 10.- №1.- p. 450-454.

72. Li, Y. Development of mechatronic driving system for seed meters equipped on conventional precision corn planter [Text] / Y. Li, H. Xiantao, C. Tao, et al. // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. - 2015. - Vol. 8.-№4.- p. 1-9.

73. Li, Y. Global overview of research progress and development of precision maize planters [Text] / Y. Li, Y. Bingxin, Y. Yiming, et al. // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. - 2016. - Vol. 9.- №1.- p. 9-26.

74. Lying, L. Experimental study on performance of pneumatic seeding system [Text] / L. Lying, Y. Hui, M. Shaochun // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. - 2016. - Vol. 9.- №6.- p. 84-90.

75. Lin, X. Contact detection algorithms for three-dimensional ellipsoids in discrete element modelling [Text] / X. Lin, T. T. Ng // International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. - 1995. - Vol. 19.- №.9.- p. 653-659.

76. Marigo, M. Discrete element method (DEM) for industrial applications: comments on calibration and validation for the modelling of cylindrical pellets [Text] / M. Marigo, E. H. Stitt // KONA Powder and Particle Journal. - 2015. - Vol. 32.- p. 236-252.

77. MaterMacc precision planters- 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.matermacc.it/products/precision-planters-ms-8000 (Date of access: 14.03.2021).

78. MaterMacc vacuum precision planter - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.matermacc.it/products (Date of access: 14.03.2021).

79. McGregor, K. C. Soil loss from conservation tillage for sorghum [Text] / K. C. McGregor, C. K. Mutchler // Transactions of the ASAE. - 1992. - Vol. 35.- №6.-p.1841-1845.

80. Mindlin, R. D. Compliance of elastic bodies in contact [Text] / R. D. Mindlin // Journal of applied mechanics. - 1949. - Vol. 16.- №3.- p. 259-268.

81. Mindlin, R. D. Elastic spheres in contact under varying oblique forces [Text] / R. D. Mindlin // Journal of Applied Mechanics. - 1953. - Vol. 20.- p. 327-344.

82. Moyer, J. R. Weed management in conservation tillage systems for wheat production in North and South America [Text] / J. R. Moyer, E.S. Roman, C.W. Lindwall, et al.// Crop Protection. - 1994. - Vol. 13.- №4.- p. 243-259.

83. Ng, T. T. Input parameters of discrete element methods [Text] / T. T. Ng // Journal of Engineering Mechanics. - 2006. - Vol. 132.- №7.- p.723-729.

84. Noorka, I. R. Response of sesame to population densities and nitrogen fertilization on newly reclaimed sandy soils' [Text] / I. R. Noorka, S. I. Hafiz, M. A. S. El-Bramawy // Pakistan Journal of Botany. - 2011. - Vol. 43.- №4.- P. 1953-1958.

85. Oduma, O. Development and performance evaluation of a manually operated cowpea precision planter [Text] / O. Oduma, J. C. Ede, J. E. Igwe // International journal of engineering and technology. - 2014. - Vol. 4.- №12.- P.693-699.

86. Ouadfel, H. An algorithm for detecting inter-ellipsoid contacts [Text] / H. Ouadfel, L. Rothenburg // Computers and geotechnics. - 1999. - Vol. 24.- №4.- p. 245-263.

87. Özduman pneumatic seeder - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://ozduman.com/en/planters (Date of access: 14.03.2021).

88. Ozduman seeding group - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.ozduman.com/en/planters (Date of access: 14.03.2021).

89. Precision farming solutions - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://ien.kverneland.com/iM-FARMING/IsoMatc (Date of access: 14.03.2021).

90. Radvilaité, U. Determining the shape of agricultural materials using spherical harmonics [Text] / U. Radvilaité, Á. Ramírez-Gómez, R. Kacianauskas // Computers and Electronics in Agriculture. - 2016. - Vol. 128.- p. 160-171.

91. Radvilaité, U. Semi-analytical models of non-spherical particle shapes using optimised spherical harmonics [Text] / U. Radvilaité, Á. Ramírez-Gómez, D. Rusakevicius, et al. // Chemical Engineering Research and Design. - 2018. - Vol. 137.- p. 376-394.

92. Ramírez, A. On the use of plate-type normal pressure cells in silos: Part 2: Validation for pressure measurements [Text] / A. Ramírez, J. Nielsen, F. Ayuga // Computers and electronics in agriculture. - 2010. - Vol.71.- №1.- p. 64-70.

93. Raoufat, M. H. Stand establishment responses of maize to seedbed residue, seed drill coulters and primary tillage systems [Text] / M. H. Raoufat, R. A. Mahmoodieh// Biosystems Engineering. - 2005. - Vol. 90.- №3.- p.261-269.

94. Reddy, B. S. Performance of seed planter metering mechanisms under simulated conditions [Text] / B. S. Reddy, A. R. V. Satyanarayana, M. Anantachar // Indian Journal of Dryland Agricultural Research and Development. - 2012. - Vol. 27.-№2.- p. 36-42.

95. SBN // The Sesame Business Network in North West Ethiopia, Newsletter 6' April 2015[Electronic resource]. Update date:13.03.2021-URL:http:// https://www.wur.nl/nl/show/The-Sesame-Business-Network-in-North-West-Ethiopia.htm (Date of access: 13.03.2021).

96. Searle, C. L. Field slope effects on uniformity of corn seed spacing for three precision planter metering systems [Text] / C. L. Searle, M. F. Kocher, J. A. Smith, et al. // Applied Engineering in Agriculture. - 2008. -Vol. 24.- №5.- p. 581-586.

97. Sharaby, N. A comparative analysis of precision seed planters [Text] / N. Sharaby, A. Doroshenko, A. Butovchenko, et al. // In E3S Web of Conferences. -2019. - Vol.135.- p. 01080

98. Sharaby, N. Cultivation technology of sesame seeds and its production in the world and in Egypt [Text] / N. Sharaby, A. Butovchenko // In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2019. - Vol. 403. -№1.- p. 012093.

99. Sharaby, N. N. Simulation of Sesame Seeds Outflow in Oscillating Seed Metering Device Using DEM [Text] / N. N. Sharaby, A.A. Doroshenko, A.V. Butovchenko. // Engineering Technologies and Systems. - 2020. - Vol. 30.- №22.- p. 219-231

100. Sola optional equipment - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https:// solagrupo. com/en/ ct/mechanical-optional-equipment-8?page=3 (Date of access: 14.03.2021).

101. Sola precision seeder - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://solagrupo.com/en/pr/precision-planters/prosem-k-Prosem K Fija-11 (Date of access: 14.03.2021).

102. Sola Prosem K Fix precision planters - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://solagrupo.com/en/pr/precision-planters/prosem-k-Prosem K Fija-11 (Date of access: 14.03.2021).

103. SpeedTube | Precision Planting - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http://

https://www.precisionplanting.com/products/product/speedtube (Accessed: 14 March

of access: 14.03.2021).

(Date

110. Väderstad SeedEye technology - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.vaderstad.com/en/drilling/rapid-seed-drills/vaderstad-seedeye-for-the-farming-of-the-future/ (Date of access: 14.03.2021).

111. Väderstad Tempo brochure - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.vaderstad.com/en/products/search-product-documents/ (Date of access: 14.03.2021).

112. Väderstad Tempo planter - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http:// https://www.vaderstad.com/en/planting/tempo-planter/ (Date of access: 14.03.2021).

113. Van Rheenen, H. A. Major problems of growing sesame (Sesamum indicum L.) in Nigeria (Doctoral dissertation, Veenman): [Text] / H. A. Van Rheenen. - 1973. - 130 p.

114. Varzakas, T. Handbook of Herbs and Spices Vol. 2 By KV Peter [Text]/ T. Varzakas. - Cambridge, UK: Woodhead Publishing, 2013. - 600 p.

115. Walsh, S. Programme on Integrated Seed Sector Development in Ethiopia: 2015 Annual report [Text] / S. Walsh, M. H. Thijssen; Centre for Development Innovation. - Wageningen. - Research report. - April 2016: https://library.wur.nl/WebQuery/wurpubs/509520

116. Wang, X. A multi-sphere based modelling method for maize grain assemblies [Text]/ X. Wang, J. Yu, F. Lv, et al. // Advanced Powder Technology. -2017. - Vol. 28.- №2.- p.584-595.

117. WaveVision seed sensor - 2021 [Electronic resource]. Update date:14.03.2021-URL:http://

https://www.precisionplanting.com/products/product/wavevision (Date of access: 13.03.2021).

118. Wilkinson, S. A parametric evaluation of powder flowability using a Freeman rheometer through statistical and sensitivity analysis: A discrete element method (DEM) study [Text]/ S. Wilkinson, S. A. Turnbull, Z. Yan, et al. // Computers & Chemical Engineering. - 2017. - Vol. 97.- p.161-174.

119. Xu, T. A modelling and verification approach for soybean seed particles using the discrete element method [Text] / T. Xu, J. Yu, Y. Yu, et al. // Advanced Powder Technology. - 2018. - Vol. 29.- №12.- p. 3274-3290.

120. Yan, Z. Discrete element modelling (DEM) input parameters: understanding their impact on model predictions using statistical analysis [Text] / Z. Yan, S.K. Wilkinson, E.H. Stitt, et al. // Computational Particle Mechanics. - 2015. - Vol. 2.-№3.- p. 283-299.

121. Zebib, H. Physico-chemical properties of sesame (Sesamum indicum L.) varieties grown in Northern Area, Ethiopia [Text] / H. Zebib, G. Bultosa, S. Abera // Agricultural Sciences. - 2015. - Vol. 6.- №2.- p. 238-246.

122. Zhang, T. Movement law of maize population in seed room of seed metering device based on discrete element method [Text] / T. Zhang, F. Liu, M. Zhao, et al. // Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. - 2016. - Vol. 32.-№22.- p. 27-35.

123. Zhou, Y. C. Rolling friction in the dynamic simulation of sandpile formation [Text] / Y. C. Zhou, B. D. Wright, R.Y. Yang, et al. // Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. - 1999. - Vol. 269.- p. 536-553.

Приложение А. Расчёт экономической эффективности использования

предлагаемой сеялки

Расчёт общих капиталовложений на приобретение и монтаж оборудования определим по следующему выражению:

Бисх = Ц0 - К, (А.1)

где Бисх - балансовая стоимость машины в исходном варианте, руб.;

Ц0 - отпускная цена машины в исходном варианте, руб;

К - коэффициент, выражающий средние затраты на транспортировку и монтаж, а также торговые наценки. Для оборудования, которое требует монтаж К=1,2.

Бтр = 125000 -1,1 = 1375000 руб.,

БСХМ = 650000 -1,2 = 780000 руб.,

Расчёт проектируемых капиталовложений на приобретение и монтаж оборудования определяется по следующему выражению:

БПР = М + ТЗР + ОЗ + ОС + ДЗ + ОП + ОХ, руб (А.2)

где БПР - балансовая стоимость машины (оборудования) в проектируемом варианте, руб.;

М - затраты на материалы и покупные изделия, руб.;

ТЗР - транспортно-заготовительные расходы, руб.;

ОЗ - основная заработная плата рабочих, руб.;

ОС - начисления на фонд заработной платы, руб.;

ДЗ - дополнительная заработная плата, руб.;

ОП - общепроизводственные (цеховые) расходы, руб.;

ОХ - общехозяйственные (общезаводские) расходы, руб.

Затраты на материалы и покупные изделия определяются на основании объёмов, установленных согласно чертежам и текущих цен, определяемых по прейскурантам торгующих организаций и заключённым договорам на поставку материалов и покупных изделий.

Бпр = 780000 - 30000 = 810000 руб.

Производительность агрегата за час рабочего времени определяется по формуле

Wp = 0,1-В-V, га/ч (А.3)

где Жр - производительность за час чистого рабочего времени, га;

В - ширина захвата, м.;

V - средняя рабочая скорость, км/ч.

0,1 - коэффициент соответствия единиц измерения.

Жиех = 0,1-4-4 = 1,6 га/ч.

= 0,1-4-7 = 2,8 га/ч.

Производительность машины за час сменного времени

W = Wр -т, га/ч (А.4)

где - т - коэффициент использования времени смены.

Жиех = 1,6-0,7 = 1,12 га/ч; Wпр = 2,8-0,7 = 1,96 га/ч. Сменная производительность агрегата определяется по выражению

жсм = Ж-Тем, га/см (А.5)

см см? V /

где Тсм - продолжительность смены, ч.

Шисх = 1,12-7 = 7,84 га/см.

= 1,96-7 = 13,72 га/см. Годовая производительность машины определяется по выражению

Жгод = Ж-Тм, га. (А.6)

где Тм - годовая (сезонная) загрузка машины, ч.

ЖГ = 1,12-80 = 89,6га., Жгпд = 1,96-80 = 156,8га. Затраты труда на 1 га определяется по формуле

Т = Л, ч-час/га, (А.7)

0 Ж

тех = = 0,89 ч-час/га, о 1,12

Тпр = = 0,51 ч-час/га. о 1,96

Производительность труда определяется по формуле

W

ПТ = —, га/ч-час, (А. 8)

Т Л

х = 1,12

1т

ПХсх = = 1,12 га/ч-час,

1

исх 1,96 Пт,с = —— = 1,96 га/ч-час. Т1

Размер эксплуатационных затрат по каждому из сравниваемых вариантов определяется по формуле

ИЭ = З + А + Р + Г + П, руб. (А.9)

где ИЭ - годовые эксплуатационные затраты, связанные с выполнением производственных процессов, руб.;

З - затраты на заработную плату рабочих, обслуживающих машину (оборудование), руб.;

А - амортизационные отчисления, руб.;

Р - отчисления на ремонты и техническое обслуживание машин (оборудования), руб.;

Г - затраты на ГСМ, руб.; П - прочие эксплуатационные затраты, руб. Оплата труда с отчислениями определяется по формуле

о V 1-т тг ^ „ %доп, .. %соц, 1ТТГ _ ^

З = х д - <сМ - Л - Спкг • (1 +-(1 ^ ) / Wrод, руб. (А. 10)

где З - оплата труда на 1 га., руб./га.;

XД - количество рабочих дней в году, дн.; (см - время смены, ч.;

Л - количество рабочих задействованных на выполнении операции, чел.; СПКГ - часовая тарифная ставка рабочего, соответствующего разряда, руб.; %доп - дополнительная заработная плата, %.; %соц - отчисления на социальные нужды, %.; Wгод - годовая производительность агрегата, га.

12 30

Зисх = У 26 - 7 -1 -140,9 - (1 +-) -(1 +-) /89,6 = 416,74, руб./га.

^ 100 100

12 30

Зпр = У 26 - 7 -1 -140,9 - (1 +-) -(1 +-) /156,8 = 238,13, руб./га.

^ 100 100

Размер ежегодных амортизационных отчислений исчисляется по формуле

Т / Т /

Бм ' а%м + Бт ' а%м ' /Т + Бсц ' а%сц - /Т

А =-^-^^, руб./га. (А.11)

^год -100

где А - размер ежегодных амортизационных отчислений, руб.;

Б - балансовая стоимость машины, трактора (оборудования), руб.;

- норма ежегодных амортизационных отчислений, руб.; Т - нормативная годовая нагрузка трактора и с.-х машины, ч.

780000 -11 +1375000 - 9,1 -160(200 + Бсц - • ТуГ

Аисх =-^^ = 1143,8 руб./га

89,6-100

810000 -11 +1375000 - 9,1 -160{200 + Бсц - а%сц • %

Аисх =-^^ = 674,6 руб./га

156,8-100

Затраты на ремонт и техническое обслуживание машин рассчитываем по формуле

ТТ

Бм - р%м + Бт - р%м - мТ + Бсц - а%сц - "/Т7

Р =--^^ (А.12)

wгод -100

где Т - размер отчислений на ремонты и техническое обслуживание в течение года, руб.;

р% - процент ежегодных отчислений на ремонты и техническое обслуживание машин (оборудования) (по фактически данным предприятия - средний % отчислений за 3-4 предшествующих года), %.

780000 -16 +1375000 -14,9 - 160.™п рисх =_/ 1200 = 394 3

89,6-100 ' '

Рпр =-:-/Щ0 = 227,2.

810000-16 +1375000-14,9-160 156,8-100

Затраты на горюче-смазочные материалы определяются по формуле

Г = q-Цк (А.13)

где ц - удельный расход топлива в час, кг/ч. Цк - цена 1 кг комплексного топлива, руб.

Гисх = 3,2-47,75 = 152,8 руб./га., ГПР = 3,2 - 47,75 = 152,8 руб./га.

Прочие эксплуатационные затраты планируются в размере 3-5% от суммы эксплуатационных затрат

ИЭ = (З + А + Р + Г) -1,05, (А.14)

ИЭсх = (416,74 +1143,8 + 394,3 +152,8) -1,05 = 2213 руб/га ИЭР = (238,13 + 674,6 + 227,2 +152,8) -1,05 = 1357,4 руб/га

Общая годовая экономия от внедрения предлагаемой конструкции определяется по формуле

Э„д = (ИЭсх - ИЭР) - ЖОд, руб. (А.15)

Эгод = (2213 -1357,4) -156,8 = 134158, руб.

Чистый дисконтированный доход определяется как сумма текущих эффектов за весь расчётный период, приведённая к начальному шагу (году, кварталу, месяцу).

ЧДД = [Э^ - (Аисх - Апр) - Жгпр ] - КК - К, (А.16)

где ЧДД - чистый дисконтированный доход, руб.;

Эгод - общая годовая экономия, руб.;

Аисх, Апр - сумма амортизационных отчислений в исходном и проектируемом вариантах на 1 га соответственно, руб./га.;

КК - коэффициент капитализации;

К - размер дополнительных капиталовложений (или затраты на модернизацию), руб.

Коэффициент капитализации определяется по формуле с учётом нормы дисконта и горизонта дисконтирования, составляет 5,75.

ЧДД = [134158 - (1143,8 - 674,6) -156,8] - 5,75 - 30000 = 318377,8 руб.

Сок окупаемости капитальных вложений определяется по формуле

- 1п(1___

4 Э ( аисх апр) пр

Ток =-Э - (А - А ) - ^од , лет. (А.17)

1п- q

30000 - 0,11

- 1п(1--

134158 - (1143,8 - 674,6)-156,8

Ток =-¡¡ГЦ-= ^

Приложение Б. Акты внедрения. Сертификаты.

0 Ш Ш t w

Rutgers

34>У//Л- ......................

DIVERSITY I NEWARK

В ъ

Крестьянские DGF

1ШЕДПМПСТИ С*— экспо О П ЕНТР

-ч

^ЙГРОКОМ

AMAZONE Г БИЗОН РОСТСЕЛЬМДШ LEMKEN WINTERSTEIGER В™!Г

«го..»,»»».».« амшг » Thinking about tomorrow. »„¡пои*

INTER

Г

AGRO

MASH ЧУ=У

CERTIFICATE

This is to confirm that

Sharaby Noureldin Noureldin Mosad

participated the XIV International Scientific and Practical Conference

«STATE AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF AGRIBUSINESS» («INTERAGROMASH 2021» Conference)

using remote technologies

within the framework of the Agribusiness Forum of the South of Russia: exhibitions «Interagromash», «Agrotechnologies»

with a face-to-face report

K. N. Rachalovskiy February 24 - 26, 2021

Minister of Agriculture and Food of the Rostov region Russian Federation

B.Ch. Meskhi Rector of Don State Technical University

INTERAGROMASH2021 000860

Шшш

ЭКСПО ПЕНТР

XXII AGROINDUSTRIAL FORUM. SOUTH OF RUSSIA. EXHIBITIONS "INTERAGROMASH", "AGROTECHNOLOGIES" XXII АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ ФОРУМ ЮГА РОССИИ. ВЫСТАВКИ «ИНТЕРАГРОМАШ», «АГРОТЕХНОЛОГИИ»

CERTIFICATE

СЕРТИФИКАТ

Настоящим удостоверяет, что

This is to certify

Шараби Нурэлдин Нурэлдин Mocad

Принимал участие

в XII Международной научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса» (ИНТЕРАГРОМАШ 2019)

27 февраля - 1 марта 2019

Attended

XII International scientific conference on Agricultural Machinery Industry (INTERAGROMASH 2019)

27 february - 1 march 2019

Ростов-на-Дону Российская Федерация

K.H. Рачаловски Министр сельекс го хозяйства и ' // продовольствия Ростовской области

K. N. Rachalovskly Minister of Agriculture and Food of the Rostov region

Rostov-on-Don Russian Federation

Б.Ч. Месхи Ректор ДГТУ Профессор, д.т.н.

B.Ch. Meskhi

Rector DSTU Professor, Doctor of Technical Sciences

С .А. Шамшура / S. A Shamshura Генеральный General director GC

директор ГК DonExpoCentre

«ДонЭкслоЦентр»

AMAZOMI

ОБИЗОН

G^doh

► экспо

ПЕНТР

:ЛЬМЛШ ©LENKEN ujintersteiger

Thinking about tomorrow.

Й1Н0

Сертификат

Certificate

настоящим удостоверяет, что / this is to certify

Ш

Шараби Нурэлдин Нурэлдин Мосад

принимал(а) участие в VIII Международной научно-практической конференции participated the VIII International Scientific and Practical Conference

«Инновационные технологии в науке и образовании»

«Innovative Technologies in Science and Education» Конференция «ИТНО 2020» / «ITSE 2020» Conference

с очным докладом / with a face-to-face report

19-30 августа 2020 Российская Федерация

August 19-30, 2020 Russian Federation

B.Ch. Meskhi Б.Ч. Месхи

Rector of the Don State Ректор Донского государственного Technical University технического университета

Yu.F. Lachuga Ю.Ф. Лачуга

Academician-secretary of the Академик-секретарь отделения

Department of Agricultural сельскохозяйственных наук PAH, Sciences RAS, RAS academician академик PAH

LtJ О

flH факультет hh

гро фОМЫШПЕННЫЙ

\ Японской ITTTTIi 1 ьосударстбенный

V ¿ТУ мсхнический университет

Аграрный научный центр

, «32) ¿некой»

VII International scientific and practical conference

«Innovative Technologies in Science and Education» («ITSE-2019»)

VII международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии в науке и образовании» («ИТН0-2019»)

СЕРТИФИКАТ

Настоящим удостоверяется, что This is to certify that

Шараби Нурэлдин Нурэлдин Мосад

принимал участие

в VII Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в науке и образовании» («ИТНО-2019»), посвященной 90-летию ДГТУ (РИСХМ)

4-14 сентября 2019 г.

п. Дивноморское, Краснодарский край, Российская Федерация

J?

Щххийский фен? á,чндатенптшых иаредебаний

attended

VII International scientific and practical conference «Innovative Technologies in Science and Education» («ITSE-2019»),

dedicated to the 90th anniversary of DSTU

4-14 September 2019

Russian Federation, Krasnodar region, v. Divnomorskoe

Ю.Ф. Лачуга, Yury Lachuga,

академик-секретарь отделения academician-secretary of the сельскохозяйстненных паук PAH, departament of agricultural Sciences академик PAH Russian Academy of Sciences,

RAS academician

Б.Ч. iMccxU, Bcsarion Mcskhi,

ректор ДГТУ, Rector DSTU,

профессор, доктор технических наук Professor, Doctor of Technical Sciences

-ч

^ЙГРОИЖ

7 m^J AMAZDNE О БИ30Н

Rutgers

UNIVERSITY | NEWARK

J>DOH

экспо Vmi ]

ПЕНТР

BDNUM

ДГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ХОЛДИНГ

ЛЬМЛШ ^LEMKEN ujintersteiger

Thinking about tomorrow. Sagroune

ОРГАНИЗАТОР:

Сертификат

настоящим удостоверяет, что

Шараби Нурэлдин Нурэлдин Мосад

приттимал(а) участие с докладом в

Форуме «Молодежь в АПК»

23 декабря 2020 года

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗОЛОТАЯ ОСЕНЬ

Б.Ч. Месхи

Ректор Донского государственного технического университета

Certificate

College <>

PRESENTED TO Noureldin Noureldin Mosad Sharaby

for attending AeAAiom the "Tirât Scientific International Virtual-Agricultural Conference" That held online by College cf Agriculture I University cf -fll-'Qadlslyah In cooperation with Iraqi Ministry tfrfgriailture and

31-June12020

of

moral; of Al Qadiiiyali

ericulture

(LuililUiil I dl.\))l\.Lil±

rsily of Al QaJisiya