整杆式甘蔗联合收获含杂率降低的技术途径与生产模式探讨

整杆式甘蔗联合收获含杂率降低的技术途径与生产模式探讨

0甘蔗生产机械化甘蔗是中国西南部、广东省西部、云南省南部和海南省的主要经济产业。我国主要产水果种植面积其次是巴西、印度和其他国家，排名第三。目前,国外产糖大国如澳大利亚、美国、巴西等甘蔗生产收获基本上实现机械化作业,即从甘蔗种植到收获都是机械化管理。国内的甘蔗收获主要以手工作业为主,这种传统的作业方式已与从蔗劳动力人口的减少不相适应。采用机械收获时因原料蔗含杂率高对制糖生产成本影响较大,这些不含蔗糖分的夹杂物在制糖过程中会吸收蔗糖而被排出,降低出糖率,导致糖厂和蔗农对机械化收获积极性不高,制约了我国甘蔗收获机械化的推广应用。受我国地形、种植模式、糖厂制糖工艺的影响,我国甘蔗机械化收获还将以整杆式收获为主,本文对整杆式甘蔗联合收获含杂率降低的各工序主要技术途径和我国采用机械化收获时含杂率降低的生产模式进行探讨。1对我国甘蔗种植模式的启示1)目前的整杆式联合收获机尚未成熟。在整杆式收获过程中各工序的机械装置没有很好的解决自身含杂率,导致最终收获的原料蔗含杂率过高。在切尾装置、切割装置、输入转度与剥叶转度的比值、剥叶元件的仿真设计、割台与地面间隙的即时适应性、断尾的彻底性等方面都需改进和优化。2)自然因素与我国甘蔗种植模式。一方面,我国甘蔗种植地区以丘陵、山地为主。这些地区的自然环境恶劣,基础设施条件差,很大程度上影响了甘蔗的生长,带来甘蔗生长矮小,该地区采用机械化收获时的剥叶将很难剥掉;另一方面,受现行农村土地管理制度的制约,广西户均甘蔗种植面积0.4hm2,甘蔗生产中普遍采用0.9～1.0m行距种植沟宽0.20m左右双行条植模式,这种行距不适应机械化收获,采用机械化收获势必会增加含杂率。2整杆式联合收获机关键技术改进和提升我国甘蔗机械的研究已有40年的时间,但主要应用的机具多是耕作、田间管理机械。在我国甘蔗种植模式和种植地区已定的情况下,根据甘蔗品种(系)的实际情况,针对整杆式联合收获机存在的技术问题,选择最佳元件和最优工作参数是降低含杂率的关键,针对整杆式甘蔗收获机械收获的各工序进行技术改进和提升。2.1宿根的低质低效性为了保护好宿根的来年发芽率,收获机械作业时对甘蔗的切割高度有了一定的要求。蔗农通常以北回归线为界,以北地区的宿根要低于地垄表面1～2cm,可以防止霜冻冻坏宿根;以南地区的宿根要求高于地垄表面1～2cm,宿根的太高或太矮都不利于生长和甘蔗的出糖率。通过试验得出,整杆式甘蔗联合收获时割台与地垄高度成12°时,可保证宿根的高度和发芽率又可使甘蔗顺利的进入剥叶通道,而且在甘蔗进入通道前由于割刀此时也有12°,这样可使砍倒的甘蔗泥土由于重力作用减少带入量。2.2甘蔗剥叶最佳转速的确定在剥叶元件已定的情况下,甘蔗剥叶效果取决于输入转速与剥叶转速的相对值。通过试验研究得出,调节甘蔗输入转速和剥叶转速使其达到相对线速度为某一个速度值时,甘蔗剥叶效果为最佳。针对不同品种(系)的甘蔗通过分流阀调节流量进而调节输入轮液压马达转速和剥叶轮马达转速,使他们的转速比任意调节,达到剥叶的最佳效果。2.3剥叶的制作整杆式甘蔗联合收割机最关键的核心技术是剥叶,设计合理的剥叶机构是解决甘蔗剥净率的关键。通道内的剥叶机构必须能正常、持久地工作,剥叶要干净,不伤甘蔗。通道上下两面都安装剥叶轮,甘蔗在通道内的两剥叶轮之间经过时,两剥叶轮转动可使上下两剥叶元件对甘蔗进行剥叶;两剥叶轮的剥叶元件相互啮合,啮合长度要达到甘蔗的直径,这样啮合时保证剥叶能彻底。剥叶元件的材料要求啮合剥叶时不伤甘蔗且耐用,在甘蔗榨季内如需更换,应方便快捷。2.4切尾、剥叶、清除蔗尾由于蔗尾部分含糖量低,在糖厂榨糖中将作为蔗渣排出时会带走部分糖分。甘蔗生长高矮不一,自适应高度控制的切尾装置在机器前部进行第一道切尾,先将蔗尾头切割掉。进入通道内剥叶后的甘蔗在经输出轮输出时,要经过锯齿状的断尾轮把剥叶后的剩余蔗尾再次清除。经过两次的切尾处理,从通道内排出的蔗茎符合糖厂的原料蔗要求。2.5蔗叶、蔗茎分离通道出来的甘蔗经剥叶后蔗茎和蔗叶虽已分离,但还是附着在一起,通过安装在通道出口的蔗叶分离装置,将排出来的蔗茎与蔗叶进行分离。分离后的蔗叶均匀铺放在收割后的甘蔗地内,可进行还田又可保温宿根,蔗茎最后堆放在收集装置上送往糖厂进行榨糖。3全杆式甘蔗的联合收获和混合率的农业艺术方法整杆式联合收获含杂率除与机器本身性能有关外,甘蔗的种植农艺在机械化收获中也是起到重要的作用。3.1甘蔗生产的量测量研究表明,生产上的种植行距由现在的0.7～0.9m增大至适应机收的行距1.1～1.4m对甘蔗产量影响不大,且机收行距种植的甘蔗有一定的空间和营养面积,阳光充足,根系发达。甘蔗在机械化收获时不会因割刀磨损导致连根拔起的现象,蔗茎高矮和粗细基本一致便于调节切尾装置和剥叶元件的间隙,使采用机械化收获的甘蔗含杂率大大降低。3.2通道内甘蔗的地垄过高蔗地的地垄高度要适应整杆式收获机割台的要求,地垄高度过高一方面将导致砍断的甘蔗拥挤在通道口出无法进入,另一方面通道前的辅助输入辊因地垄过高而接触地垄致使泥土随输入辊的转动带入通道内,增加甘蔗收获后的含杂率。要求蔗地在起垄时要严格控制高度,以便于甘蔗的机械化收获。3.3选择甘蔗质量品种,减少含杂质,有利于机械化收获适应机械化收获的甘蔗品种(系)选育要求在高产、整齐、抗倒伏、宿根发株强等基础上,选择蔗鞘易脱、须根少、蔗叶与蔗茎易分离的品种(系),在采用机械化收获时可从源头上减少含杂物,提高糖厂和蔗农对甘蔗机械化收获的认可,有利于发展甘蔗收获机械化。4甘蔗机械化收获含杂率的变化机械化收获甘蔗时的含杂率是一个总体指标,涉及到联合收获过程中的切尾、切割、输送、剥叶、断尾等工序和甘蔗种植农艺要求。本文通过对收获各工序装置和蔗叶分离装置的研究以及种植农艺对降低机械化收获的含杂率出发,对各工序装置提出了改进方案。降低甘蔗收获的含杂率不仅能提升糖厂和蔗农对机械化收获的认可,也是发展甘蔗生产、降低生产成本、提高蔗糖产业国际竞争力的有效途径。本文对甘蔗机械化收获时含杂率的技术进行了研究和探讨,提出了降低含杂率的途径和方法,为加快促进我国甘蔗机械化收获提供技术参考。在一些蔗区的示范或试验结果表明,整杆式甘蔗联合收割机无法达到较高剥净率,收获的原料蔗夹杂物多,夹杂物含量(含杂率)高达7%～10%,而国内制糖业对原料蔗含杂率有严格的要求,夹杂物含量(含杂率)一般不得超过1.0%。甘蔗砍收规格