способ обработки семян и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ обработки семян, включающий увлажнение семян в растворе микроэлементов и их обработку в электромагнитном поле и ультразвуковом поле, отличающийся тем, что в раствор дополнительно вводят биологически активные и биологически защитные вещества и пленкообразователи, а обработку ультразвуковым полем проводят одновременно с сепарацией в течении 60 с при пучности ускорения ультразвуковой волны с интенсивностью 1-3 Вт/см², после чего отделяют легкую фракцию и примеси, а тяжелую фракцию обдувают воздухом и обрабатывают в электромагнитном поле частотой 10⁶ - 10¹³ Гц с удельной мощностью 0,1-0,45 Вт/см³, длительностью 20-40 с.

2. Устройство для обработки семян, содержащее емкость с расположенными в ней ультразвуковыми преобразователями, а также средство создания электромагнитного поля, отличающееся тем, что каждый ультразвуковой преобразователь выполнен в виде изогнутого по окружности прямоугольника, диаметр которой равен диаметру емкости, а длина и ширина преобразователя соответственно составляют 1/20 и 1/40 части длины окружности емкости, причем преобразователи установлены спирально и под углом 60^o относительно вертикальной оси емкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для разделения и обработки семян различных сельскохозяйственных культур, преимущественно овощных.

Известен способ обработки семян сахарной свеклы, заключающийся в том, что отшлифованные и откалиброванные семена на две фракции помещают раздельно в воду, а всплывшие замачивают в растворе микроэлементов и стимуляторов роста в течение 19.21 ч при непрерывной аэрации.

К недостаткам данного способа следует отнести низкую производительность и высокую трудоемкость в производственных условиях.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ обработки семян, включающий обработку семян в растворе микроэлементов с одновременным воздействием на них электромагнитного поля и ультразвука.

Недостатком данного способа является низкая эффективность обработки семян в целях уничтожения семенной инфекции и возможность вторичного заражения инфекцией находящейся в почве в период вегетации.

Известно устройство для осуществления способа обработки семян, содержащее емкость в виде цилиндрической катушки, в верхней и нижней части которой расположены ультразвуковые преобразователи. Снаружи цилиндрической катушки размещены обмотки для создания внутри ее электромагнитного поля.

Недостатком устройства является низкая степень обеззараживания первичной инфекции, находящейся на семени, а также возможность вторичного семенного заражения инфекцией в почве в период вегетации.

Задачей изобретения является создание способа и устройства для предпосевной обработки семян, улучшающие качественные показатели семян при ускорении процесса сепарации и насыщения их микроэлементами, биологическими активными и биологически защитными веществами с образованием прочной защитной пленки, предохраняющей семена от почвенной инфекции, а также исключения применения ядохимикатов.

Поставленная задача решается тем, что в раствор дополнительно вводят биологические активные (БАВ) и биологически защитные вещества (БЭВ) и пленкообразователи и одновременно с сепарацией семян их обрабатывают ультразвуковой волной, создающей пучность ускорения с интенсивностью 1.3 Вт/см², которая подается под углом 60^о относительно вертикали в течение 60 с, затем подают ламинарно раствор в емкость, всплывшую легкую фракцию удаляют с водой, а тяжелую фракцию обдувают воздухом с температурой на 5^оС выше атмосферной, а затем семена обрабатывают в электромагнитном поле частотой 10⁶.10¹³ Гц с удельной мощностью 0,1.0,45 Вт/см³ длительностью 20-40 с.

Устройство для обработки семян отличается тем, что ультразвуковые преобразователи выполнены в виде изогнутого по диаметру прямоугольника, имеющего диаметр равный диаметру емкости, а их размеры длины и ширины соответственно составляют от длины окружности емкости 1/20 и 1/40 части, причем они установлены по всей высоте спирально и под углом 60^о относительно вертикали таким образом, чтобы созданная ими ультразвуковая волна была направлена на следующий расположенный ниже ультразвуковой преобразователь.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что процесс сепарации совмещен с насыщением семян микроэлементами, биологически активными и биологически защитными веществами и обволакиванием их защитной пленкой, а для ускорения процесса насыщения применяется ультразвуковое воздействие, но причем ультразвуковая волна создает пучность ускорения с интенсивностью воздействия 1. 3 Вт/см². Расположение рабочих органов (кварцевых преобразователей) по спирали в емкости и установка каждого под углом 60^о относительно вертикали позволяет не только ускоренному насыщению, но и быстрому оседанию их на дно емкости за счет направленного воздействия ультразвуковых волн. Насыщенные семена "тяжелой фракции" затем обдувают подогретым воздухом, температура которого на 5^оС выше атмосферного, для удаления лишней поверхностной влаги, а затем подвергают термическому обеззараживанию в электромагнитном поле частотой 10⁶.10¹³ Гц, что позволяет полностью обеззаразить поверхность семян. Так же семена при одновременном насыщении подвергаются частичному процессу скарификации. Кроме этого, технологическая линия расширяет диапазон методов предпосевной и послеуборочной обработки, в частности производит: сепарацию семян, скарификацию семян с твердой оболочкой, предпосевное обеззараживание, насыщение семян микроэлементами, биологически защитными и биологически активными веществами с образованием защитной пленки и их обеззараживание от почвенной инфекции.

В совокупности это позволяет сделать вывод о его соответствии критериям "новизна" и "технический уровень".

Способ осуществляется следующим образом.

Водный раствор, в котором происходит процесс сепарации, замачивания и насыщения готовят следующим образом. Предварительно готовятся микроэлементы, биологически активные и биологически защитные вещества с учетом соответствующих рекомендаций и дефицита микроэлементов для данной зоны, культуры и состояния почвы, но с учетом того, чтобы общая плотность раствора были в пределах = 1,0125.1,0135 г/см³.

П р и м е р. Подлежащие обработке семена засыпают в емкость, в которой в определенном соотношении растворены микроэлементы, биологически активные и биологически защитные вещества и прилипатели. Затем в емкость принудительно подается раствор таким образом, что происходит раскручивание водного раствора. С началом раскручивания раствора семена подвергаются воздействию ультразвука интенсивностью от 1 до 3 Вт/см² в зависимости от с/x культуры в течение 60 с. После оседания "тяжелой фракции" семян их обдувают подогретым воздухом для снятия с них "живой" воды и для подсушивания. Подсушенные семена затем обрабатывают в электромагнитном поле частотой 10⁶.10¹³ Гц в течение 20.40 с, удельной мощностью 0,1.0,45 Вт/см³. Результаты опытов сведены в табл. 1 и 2. Анализируя опытные данные можно сделать вывод, что максимальную интенсивность воздействия ультразвука 3 Вт/см² необходимо применять к семенам, которые имеют более твердую оболочку, в частности для капусты. Если семена капусты обрабатывать интенсивностью 1 Вт/см², то количество всплывших семян увеличивается (табл.1), вследствие чего всхожесть всплывших семян выше, чем при интенсивности 3 Вт/см² (см. табл.2). А это ведет к увеличению объема обрабатываемого материала вследствие того, что биологически полноценные семена могут утилизироваться. В то же время, для томатов, если семена обрабатывать интенсивностью 3 Вт/см², то всхожесть всплывших семян равна нулю, а количество всплывших в среднем больше единицы. Поэтому семена данной культуры необходимо обрабатывать с интенсивностью 1 Вт/см².

Данный способ осуществляется с помощью предлагаемого устройства.

На фиг.1 изображено устройство для обработки семян; на фиг.2 расположение ультразвуковых рабочих органов, создающих направляющую волну с пучностями ускорения.

Устройство состоит из цилиндрической емкости 1, в верхней части которой расположена задвижка 2, предназначенная для подачи раствора из баков 3 и 4. Подача раствора из баков 3 и 4 осуществляется насосом 5, который крепится на баке 3. Рабочие органы, ультразвуковые преобразователи 6 типа ЦТ БС-3 (пьезокерамические преобразователи) выполнены в виде изогнутого по диаметру прямоугольника, размеры которых длина и ширина соответственно составляют 20 и 40 части от длины окружности емкости 1 с диаметром, равным диаметру емкости 1, устанавливаются спирально по всей высоте емкости 1 и под углом 60^о относительно вертикали, но таким образом, чтобы направление ультразвуковой волны было направлено на ниже расположенный преобразователь. Задвижка крана 7 также, как и задвижка 2, расположена под емкостью 1 и предназначена для ламинарной подачи раствора в емкость 1. Выводное устройство 8, предназначенное для удаления легкой фракции семян и примесей, установлено в верхней части корпуса емкости 1 и соединено трубой с приемником 9, предназначенным для сбора легкой фракции и примесей. Подача семян "тяжелой фракции" из емкости 1 осуществляется шнековым транспортером 10 в бункер-дозатор 11, а в верхней части транспортера 10 установлено устройство 12, предназначенное для снятия "живой" влаги с поверхности семян и его подсушке. Бункер-дозатор 11 осуществляет дозированную подачу семян в рабочую камеру генератора 13, где происходит термическое обеззараживание семян и его частичная подсушка. Бункер-накопитель 14 устанавливается около генератора 13 и предназначен для сбора обработанных семян. Заслонка 15 устанавливается в трубопроводе 16 под шнековым транспортером 10.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащие обработке семена подаются в цилиндрическую емкость 1, заполненную водным раствором на три четверти его высоты, в котором растворены в определенном соотношении микроэлементы, биологически активные и биологически защитные вещества, и прилипатели (пленкообразователи). Затем открывается задвижка 2, через которую из баков 3 и 4 насосом 5 подается раствор таким образом, что раствор вместе с семенами в емкости 1 начинает раскручиваться. И в это же время включаются ультразвуковые преобразователи 6. После заполнения емкости 1 до верхней отметки насос 5 отключается, а задвижка 2 закрывается. Ультразвуковые преобразователи 6 располагаются по спирали по всей высоте емкости и устанавливаются под углом 60^о относительно вертикали, что обеспечивает направленное действие ультразвуковой волны на ниже расположенный ультразвуковой преобразователь, с которого отраженная волна и его собственная будет опять направлена на еще ниже расположенный преобразователь. За счет направленного действия ультразвуковых волн семена начнут осаждаться на дно емкости 1. Одновременно за счет воздействия ультразвуковых волн, создающих пучность ускорения, на оболочке обрабатываемого семени будут образовываться микротрещины, которые будут насыщаться раствором, тем самым ускоряя процесс сепарации и насыщения полновесного "тяжелых" семян на дно емкости. Время воздействия ультразвука на семена зависит от культуры и сорта семян. Через определенное время ультразвуковые преобразователи 6 отключаются и открывается кран 7, через который ламинарно подается вода в центр емкости 1. За счет заполнения емкости водой всплывшая легкая фракция семян и примеси удаляются через выводное устройство 8 и накапливаются в приемнике 9, а раствор поступает в промежуточную емкость 4. Одновременно с удалением "легкой" фракции и примесей включается шнековый транспортер 10, который захватывает полновесные семена и по дает их в бункер-дозатор 11. Для удаления живой влаги с поверхности семени и частичной его подсушки в верхнюю часть транспортера 10 за счет устройства 12 подается воздух, температура которого на 5^оС выше атмосферного, где и происходит срыв живой влаги с поверхности семени и частичная его подсушка. Из бункера 11 семена подаются в рабочую камеру генератора 13, где происходит их термическое обеззараживание в электромагнитном поле и их подсушка. Обработанные семена поступают в бункер-накопитель 14. После удаления легкой фракции открывается заслонка 15 в трубопроводе 16 на время, чтобы емкость осталась заполненной раствором, равным три четвертых его объема. После этого засыпаются снова семена в емкость 1 и процесс повторяется. Подача подогретого воздуха может осуществляться от электрокалорифера или может использоваться воздушный поток, идущий после охлаждения генераторных ламп в генераторе 13.

Данный способ обработки семян и устройство для его осуществления позволит образовывать надежную защитную пленку и обеспечить обеззараживание семян от вирусных, грибных и бактериальных болезней, а также защитить семена от вторичных инфекций, находящихся в почве в период вегетации. Кроме этого, данный способ позволяет ускорить процесс сепарации семян.