Эффективность сухой очистки картофеля

 

В настоящее время особое внимание уделяется вопросам повышения конкурентоспособности сельскохозяйственной продукции, в том числе свежей плодоовощной продукции и картофеля. Высокое значение имеют при этом различные факторы — от качества самой продукции, условий хранения, до разнообразных способов ее доработки, в зависимости от условий реализации. Так, согласно ГОСТ Р 51808 — 2013, продовольственный картофель, предназначенный для реализации в розничной торговой сети, должен быть подготовлен и расфасован в потребительскую тару [1].

Соотношение цен на картофель напрямую зависит от его предпродажной подготовки, то есть его внешнего вида и упаковочного материала. Ориентировочные цены выглядят так: картофель, поступающий в торговые розничные сети из хранилища без дополнительной предреализационной очистки — 1,0; картофель доочищеный сухим способом и упакованный в сетки — 1,4; картофель мытый и упакованный в пакеты — 1,8. Это увеличивает заинтересованность сельхозпроизводителей в повышении классности своей продукции.

Предреализационная подготовка является важнейшим этапом в производстве картофеля, она включает в себя ряд технологических процессов, от первоначальной очистки вороха и калибрования, до затаривания в сетки и вакуумирования. Существует множество иностранной техники, которая используется в процессе предреализационной подготовки картофеля, на сегодняшний день она достаточно широко представлена на отечественном рынке, в то время как техника российского производства практически отсутствует. Однако далеко не вся зарубежная техника адаптирована к условиям работы в крестьянских и фермерских хозяйствах. При производстве картофеля в небольших объемах должно использоваться недорогое универсальное оборудование, которое может работать как в фермерских, так и в специализированных хозяйствах с площадью возделывания до 100 га. Применяемая в настоящее время мойка клубней картофеля требует большого расхода пресной воды и затрат электроэнергии на сушку. Кроме этого, эксплуатация моющих машин требует наличия системы канализации, отстоя, очистки загрязнённой воды, удаления остатков очистки, что является объектом загрязнения окружающей среды. В связи с этим большое внимание уделяется снижению использования воды в процессе очистки клубней картофеля и применению механических воздействий на обрабатываемый материал (сухая очистка). Из всех возможных способов механизации процесса сухой очистки картофеля наиболее приемлемым является щеточный очиститель, так как он позволяет достигать высокой степени отделения загрязнений, при этом, процент повреждаемости имеет сравнительно невысокое значение.

Машины для сухой очистки корнеклубнеплодов, выпускавшиеся в советское время ЛФКС–3000 физически и морально устарели, их выпуск прекращен, а инфраструктура призванная создавать условия для эффективного функционирования и производства этой техники не существует. В связи с этим возникает необходимость разработки нового эффективного устройства, лишенного вышеперечисленных недостатков и имеющего более широкие технологические возможности.

Для проведения сухой очистки клубней картофеля в институте агроинженерных и экологических проблем (ИАЭП) был изготовлен экспериментальный образец блока сухой очистки, предназначенный для использования в крестьянских и фермерских хозяйства, рисунок 1.

Рис. 1 блок сухой очистки

 

В ходе предварительных экспериментов было установлено, что на эффект очистки влияет большое число параметров процесса, из них были выбраны три основных фактора влияющие на качество очистки клубней картофеля, ввиду их операционной управляемости. К таким факторам были отнесены: частота вращения щеточных валов n, угол наклона щеточной рабочей поверхности α, подача исходного материала Q [2].

Исследования блока сухой очистки проводились при подаче исходного материала: 1 т/ч, 2 т/ч и 3 т/ч. Скорость подающего транспортера переборочного стола на загрузочный транспортер блока сухой очистки составляла 0,3 м/с. Частоту вращения щеточных валов меняли от 60 до 140 об/мин с интервалом варьирования 40 мин-1, угол наклона щеточной поверхности менялся от 7 до 15 град. Общее количество щеточных валов при проведении лабораторных экспериментов равнялось девяти.

Анализ поверхностей откликов по эффективности очистки клубней картофеля и графиков, полученных в ходе экспериментальных исследований показал, что наибольшее значение эффективности очистки клубней картофеля достигается при частоте вращения щеточных валов от 80 до 100 мин-1, угле наклоне щеточной очищающей поверхности от 12 до 15 град. и подаче исходного материала от 1,0 до 1,5 т/ч. Целевая функция эффективности очистки клубней картофеля имеет максимальное значение, равное 92,8 %, при частоте вращения щеточных валов 79 мин-1, угле наклона 15о и подаче 1 т/ч [3].

Результаты исследований экспериментального блока для сухой очистки картофеля со щеточными рабочими органами подтверждают перспективность применения сухой очистки. Картофель, очищенный сухим способом принимает более привлекательный товарный вид, повышая качество продукции, а в связи с этим и интерес к нему покупателей.

Для определения экономической эффективности сухой очистки картофеля сравним передвижной картофелесортировальный пункт ПКСП-6-10, с ПКСП-6-10 установленным в одну линию с блоком сухой очистки, так как в настоящее время в сегменте техники для предреализационной подготовки картофеля ПКСП-6-10 представлен в единственном числе среди отечественных разработок, а качество его выходной продукции остается низким. Для экономической оценки применим ГОСТ Р 53056-2008 — «Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки».

Исходные данные для расчета технико-экономического обоснования эффективности блока сухой очистки представлены в таблице 2.

 

Таблица 2

Исходные данные для определения экономической эффективности

Наименование показателей	Обозначение	Базовая	Новая
Объем работ за год, т Повреждение продукта, % Производительность за час сменного времени, т Расход электроэнергии, кВт·ч Количество обслуживающего персонала, чел. Коэффициент сложности работ Балансовая стоимость, руб. Годовая загрузка, нормативная, час Цена электроэнергии, руб/кВт·ч Часовая ставка обсл. перс., руб. Нормативы отчислений, %: на реновацию на ТО и ТР Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений Цена основного продукта, руб./т	А Ппов см qэ n Ксл Бм Т Цэ Стар   НА НТО   Ен Цо	1500,0 2,0 3,0 1,1 11 1,0 275000 250 2,50 50,0   12,5 13,5   0,2 12000	1500,0 2,5 1,5 1,65 11 1,0 375000 250 2,50 50,0   12,5 13,5   0,2 14000

 

Экономическая эффективность включения блока сухой очистки в линию предреализационной подготовки образуется за счёт более высокой эффективности очистки и более высокого качества выходной продукции, и как следствие более высокой цены реализации. Так же имеет большое значение более низкая стоимость изготовления, по сравнению с техникой, имеющей сходные характеристики, представленной иностранными разработчиками.

Расчет экономической эффективности:

1.                Заработная плата, руб./т: базовая:

; новая:

2.                Отчисления на социальные нужды, руб./т:

базовая: ; новая:

3.                Заработная плата с учетом социальных отчислений, руб./т:

базовая: ; новая:

4.                Амортизационные отчисления, руб./т:

базовая: ; новая:

5.                Отчисления на ремонт и ТО, руб./т:

базовая: ; новая:

6.                Удельные затраты на электроэнергию, руб./т:

базовая: ; новая:

7.                Удельные затраты на хранение, руб./т:

базовая: ; новая:

8.                Эксплуатационные издержки, руб./т:

базовая:

новая:

9.                Удельные капиталовложения, руб./т:

базовая: ; новая:

10.            Приведенные затраты, руб./т:

базовая:

новая:

11.            Повышение всех затрат от использования новой машины, %:

12.            Годовой экономический эффект по приведенным затратам, руб.:

где  — коэффициент использования сменного времени.

13.            Фактическая выручка от реализации продукции (без НДС), руб./т:

базовая: ; новая:

14.            Прибыль, руб./т:
15.            Годовой экономический эффект при использовании машины для сухой очистки картофеля, руб.:
16.            Срок окупаемости капиталовложений, год:

Таким образом, расчет экономической эффективности показывает, что применение в составе передвижного картофелесортировального пункта ПКСП-6-10 блока сухой очистки по сравнению с базовым картофелесортировальным пунктом ПКСП-6-10 при сезонном объеме переработки картофеля 1500т. и цене выше базового варианта на 2 руб. позволит получить годовой экономический эффект руб. Срок окупаемости капиталовложений составляет 0,63 года.

 

Литература:

 

1.                ГОСТ Р 51808 — 2013 «Картофель продовольственный»
2.                Захаров А.М. Механизированная технология производства экологически чистого картофеля / И.М. Фомин, Е.Е. Орешин, А.М. Захаров, Г.А. Логинов // в сборнике «Экология и сельскохозяйственные технологии: агроинженерные решения», материалы 7-ой международной научно-практической конференции. — 2011. — С. 141 — 146.
3.                Захаров А.М. Повышение эффективности сухой очистки продовольственного картофеля путем оптимизации конструктивно-технологических параметров и режимов работы оборудования со щеточными рабочими органами / А.М. Захаров // диссертация … кандидата технических наук: 05.20.01. — СПб, 2013. — С. 154.