РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПРЕСС-ФОРМЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПОЖНИВНЫХ ОСТАТКОВ
Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 4 (52). С. 61–70
Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; (4-52): 61–70
Научная статья
УДК 631.171, 691.12 EDN: XCYUCK
Код ВАК 4.3.2
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПРЕСС-ФОРМЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПОЖНИВНЫХ ОСТАТКОВ
Павел Владимирович Гуляев1, Геннадий Владимирович Степанчук2, Максим Юрьевич
Попов3, Константин Константинович Пупенко4, Артем Владимирович Батраченко5
1, 2, 3, 4, 5 Донской государственный аграрный университет, Персиановский, Россия
1 achgaa.el.mash@inbox.ru, https://orcid.org/0009-0006-6756-8006
2 g-stepanchuk@mail.ru, https://orcid.org/0009-0001-3720-5902
3 19maxim95@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-5551-9422
4 pupenko.k.k@mail.ru, https://orcid.org/0009-0003-2718-0304
5 batrachenko_00@mail.ru, https://orcid.org/0009-0006-7851-8020
Аннотация. В технологии выращивания полевых культур получают значительное количество пожнивных остатков или соломы,
которые, как правило, измельчаются и вносятся в почву. Цель – обоснование параметров и режимов работы малогабаритной пресс-фор
мы для изготовления конструкционных и теплоизоляционных материалов из пожнивных остатков сельскохозяйственного производства.
Методика проведения исследований, описанная в статье, основана на качественном и количественном методах, заключающихся в прове
дении группы взаимосвязанных экспериментов, направленных на получение технологических параметров и зависимостей, необходимых
как для проектирования, изготовления и эксплуатации исследуемой пресс-формы, так и для производства теплоизоляционных материа
лов с заданными параметрами. В статье представлены результаты шести комплексных экспериментальных исследований, направлен
ных на определение гигроскопичности сухого соломенного сырья; энергетических затрат, необходимых для просушки неспрессованного
материала; степени увлажненности спрессованного материала при различной степени прессования; удельных энергетических затрат
для сушки прессованного материала с разной степенью его прессования; времени охлаждения пресс-формы с материалом; горючести
готового образца. Проведенные исследования позволяют определить энергетические затраты для изготовления из пожнивных остат
ков (соломы) конструкционных прессованных листов (соломитов) и теплоизоляционных сыпучих материалов (эковаты). Установленные
зависимости позволяют определять наиболее приемлемые технологические режимы и удельные соответствующие им энергетические
затраты. Для изготовления 1 м2 утеплительного материала толщиной 30 мм потребуются энергетические затраты от 11 до 16 кВт*ч,
что соответствует удельным энергетическим затратам от 3,6 до 4,7 кВт*ч/кг. Дополнительные исследования приведенные авторами,
подтверждают, что полученная по предлагаемым методикам продукция имеет класс горючести НГ 1 или Г1 и может быть использована,
в качестве строительного конструкционного и утеплительного материала.
Ключевые слова: солома, пресс-форма, пожнивные остатки, теплоизоляционный материал, конструкционный материал, соломиты, эковата, прессование, сушка, электроподогрев.
Благодарности: авторы статьи выражают благодарность руководству Азово-Черноморского инженерного института ФГБОУ ВО «Донской ГАУ» в г. Зернограде за предоставление материально-технической базы института для проведения научных исследований. Работа финансировалась за счет средств АНО «Агентство инноваций Ростовской области» при выполнении проекта «Разработка пресс-формы для изготовления конструкционных и теплоизоляционных материалов из пожнивных отходов сельскохозяйственного производства» в рамках коммерчески ориентированных научно-технических проектов молодых ученых «УМНИК».
Для цитирования: Гуляев П.В., Степанчук Г.В., Попов М.Ю., Пупенко К.К., Батраченко А.В. Результаты исследований параметров и режимов работы пресс-формы для изготовления конструкционных и строительных материалов из пожнивных остатков // Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 4(52). С. 61–70. EDN: XCYUCK.
Scientific article
RESEARCH RESULTS OF THE PARAMETERS AND OPERATING MODES OF THE MOLD FOR MANUFACTURING STRUCTURAL AND BUILDING MATERIALS FROM CROP RESIDUES
Pavel V. Gulyaev1, Gennady V. Stepanchuk2, Maxim Yu. Popov3, Konstantin K. Pupenko4,
Artem V. Batrachenko5
1 achgaa.el.mash@inbox.ru, https://orcid.org/0009-0006-6756-8006
2 g-stepanchuk@mail.ru, https://orcid.org/0009-0001-3720-5902
3 19maxim95@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-5551-9422
4 pupenko.k.k@mail.ru, https://orcid.org/0009-0003-2718-0304
5 batrachenko_00@mail.ru, https://orcid.org/0009-0006-7851-8020
Abstract. In the technology of growing field crops, a significant amount of crop residues or straw is obtained, which, as a rule, are crushed
and returned into the soil. The purpose is to substantiate the parameters and operating modes of a small-sized mold for manufacturing structural
and thermal insulation materials using crop residues from agricultural production. The research methodology described in the article is based
on qualitative and quantitative methods, which consist in conducting a group of interrelated experiments aimed at obtaining technological pa
rameters and dependencies necessary for both the design, manufacture and operation of the mold under study, and for production of thermal
insulation materials with specified parameters. The article presents the results of six comprehensive experimental studies aimed at determining
the hygroscopicity of dry straw raw materials; the energy costs required to dry the uncompressed material; the degree of moisture content of the
compressed material at different degrees of compression; the specific energy costs for drying the pressed material with different degrees of its
compression; the cooling time of the mold with the material; the flammability of the finished sample. The conducted studies allow for determining
the energy costs for manufacturing structural pressed sheets (solomits) and thermal insulation bulk materials (eco-wool) from crop residues
(straw). The established dependencies make it possible to determine the most acceptable technological modes and specific energy costs cor
responding to them. To produce 1 m2 of insulation material with a thickness of 30 mm, it will be required energy costs from 11 to 16 kWh, which
corresponds to specific energy costs from 3.6 to 4.7 kWh/kg. The additional studies provided by the authors confirm that the products obtained
according to the proposed methods have a combustibility class NCG 1 or C1 and can be used as a building structural and insulation material.
Keywords: straw, mold, crop residues, thermal insulation material, structural material, solomit, eco-wool, pressing, drying, electric heating.
Acknowledgments: the authors of the article express their gratitude to the management of Azov-Black Sea Engineering Institute of the Don State University in the city of Zernograd for providing the material and technical base of the Institute for scientific research. The work was financed by the funds of the ANO Agency for Innovations of the Rostov Region’ during the implementation of the project ‘Development of a mold for manufacturing structural and thermal insulation materials using crop waste from agricultural production’ within the framework of commercially oriented scientific and technical projects of young scientists ‘UMNIK’.
For citation: Gulyaev P.V., Stepanchuk G.V., Popov M.Yu., Pupenko K.K., Batrachenko A.V. Research results of the parameters and operating modes of the mold for manufacturing structural and building materials from crop residues. Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; (4-52): 61–70. EDN: XCYUCK. (In Russ).
Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; (4-52): 61–70
Научная статья
УДК 631.171, 691.12 EDN: XCYUCK
Код ВАК 4.3.2
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПРЕСС-ФОРМЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПОЖНИВНЫХ ОСТАТКОВ
Павел Владимирович Гуляев1, Геннадий Владимирович Степанчук2, Максим Юрьевич
Попов3, Константин Константинович Пупенко4, Артем Владимирович Батраченко5
1, 2, 3, 4, 5 Донской государственный аграрный университет, Персиановский, Россия
1 achgaa.el.mash@inbox.ru, https://orcid.org/0009-0006-6756-8006
2 g-stepanchuk@mail.ru, https://orcid.org/0009-0001-3720-5902
3 19maxim95@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-5551-9422
4 pupenko.k.k@mail.ru, https://orcid.org/0009-0003-2718-0304
5 batrachenko_00@mail.ru, https://orcid.org/0009-0006-7851-8020
Аннотация. В технологии выращивания полевых культур получают значительное количество пожнивных остатков или соломы,
которые, как правило, измельчаются и вносятся в почву. Цель – обоснование параметров и режимов работы малогабаритной пресс-фор
мы для изготовления конструкционных и теплоизоляционных материалов из пожнивных остатков сельскохозяйственного производства.
Методика проведения исследований, описанная в статье, основана на качественном и количественном методах, заключающихся в прове
дении группы взаимосвязанных экспериментов, направленных на получение технологических параметров и зависимостей, необходимых
как для проектирования, изготовления и эксплуатации исследуемой пресс-формы, так и для производства теплоизоляционных материа
лов с заданными параметрами. В статье представлены результаты шести комплексных экспериментальных исследований, направлен
ных на определение гигроскопичности сухого соломенного сырья; энергетических затрат, необходимых для просушки неспрессованного
материала; степени увлажненности спрессованного материала при различной степени прессования; удельных энергетических затрат
для сушки прессованного материала с разной степенью его прессования; времени охлаждения пресс-формы с материалом; горючести
готового образца. Проведенные исследования позволяют определить энергетические затраты для изготовления из пожнивных остат
ков (соломы) конструкционных прессованных листов (соломитов) и теплоизоляционных сыпучих материалов (эковаты). Установленные
зависимости позволяют определять наиболее приемлемые технологические режимы и удельные соответствующие им энергетические
затраты. Для изготовления 1 м2 утеплительного материала толщиной 30 мм потребуются энергетические затраты от 11 до 16 кВт*ч,
что соответствует удельным энергетическим затратам от 3,6 до 4,7 кВт*ч/кг. Дополнительные исследования приведенные авторами,
подтверждают, что полученная по предлагаемым методикам продукция имеет класс горючести НГ 1 или Г1 и может быть использована,
в качестве строительного конструкционного и утеплительного материала.
Ключевые слова: солома, пресс-форма, пожнивные остатки, теплоизоляционный материал, конструкционный материал, соломиты, эковата, прессование, сушка, электроподогрев.
Благодарности: авторы статьи выражают благодарность руководству Азово-Черноморского инженерного института ФГБОУ ВО «Донской ГАУ» в г. Зернограде за предоставление материально-технической базы института для проведения научных исследований. Работа финансировалась за счет средств АНО «Агентство инноваций Ростовской области» при выполнении проекта «Разработка пресс-формы для изготовления конструкционных и теплоизоляционных материалов из пожнивных отходов сельскохозяйственного производства» в рамках коммерчески ориентированных научно-технических проектов молодых ученых «УМНИК».
Для цитирования: Гуляев П.В., Степанчук Г.В., Попов М.Ю., Пупенко К.К., Батраченко А.В. Результаты исследований параметров и режимов работы пресс-формы для изготовления конструкционных и строительных материалов из пожнивных остатков // Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 4(52). С. 61–70. EDN: XCYUCK.
Scientific article
RESEARCH RESULTS OF THE PARAMETERS AND OPERATING MODES OF THE MOLD FOR MANUFACTURING STRUCTURAL AND BUILDING MATERIALS FROM CROP RESIDUES
Pavel V. Gulyaev1, Gennady V. Stepanchuk2, Maxim Yu. Popov3, Konstantin K. Pupenko4,
Artem V. Batrachenko5
1 achgaa.el.mash@inbox.ru, https://orcid.org/0009-0006-6756-8006
2 g-stepanchuk@mail.ru, https://orcid.org/0009-0001-3720-5902
3 19maxim95@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-5551-9422
4 pupenko.k.k@mail.ru, https://orcid.org/0009-0003-2718-0304
5 batrachenko_00@mail.ru, https://orcid.org/0009-0006-7851-8020
Abstract. In the technology of growing field crops, a significant amount of crop residues or straw is obtained, which, as a rule, are crushed
and returned into the soil. The purpose is to substantiate the parameters and operating modes of a small-sized mold for manufacturing structural
and thermal insulation materials using crop residues from agricultural production. The research methodology described in the article is based
on qualitative and quantitative methods, which consist in conducting a group of interrelated experiments aimed at obtaining technological pa
rameters and dependencies necessary for both the design, manufacture and operation of the mold under study, and for production of thermal
insulation materials with specified parameters. The article presents the results of six comprehensive experimental studies aimed at determining
the hygroscopicity of dry straw raw materials; the energy costs required to dry the uncompressed material; the degree of moisture content of the
compressed material at different degrees of compression; the specific energy costs for drying the pressed material with different degrees of its
compression; the cooling time of the mold with the material; the flammability of the finished sample. The conducted studies allow for determining
the energy costs for manufacturing structural pressed sheets (solomits) and thermal insulation bulk materials (eco-wool) from crop residues
(straw). The established dependencies make it possible to determine the most acceptable technological modes and specific energy costs cor
responding to them. To produce 1 m2 of insulation material with a thickness of 30 mm, it will be required energy costs from 11 to 16 kWh, which
corresponds to specific energy costs from 3.6 to 4.7 kWh/kg. The additional studies provided by the authors confirm that the products obtained
according to the proposed methods have a combustibility class NCG 1 or C1 and can be used as a building structural and insulation material.
Keywords: straw, mold, crop residues, thermal insulation material, structural material, solomit, eco-wool, pressing, drying, electric heating.
Acknowledgments: the authors of the article express their gratitude to the management of Azov-Black Sea Engineering Institute of the Don State University in the city of Zernograd for providing the material and technical base of the Institute for scientific research. The work was financed by the funds of the ANO Agency for Innovations of the Rostov Region’ during the implementation of the project ‘Development of a mold for manufacturing structural and thermal insulation materials using crop waste from agricultural production’ within the framework of commercially oriented scientific and technical projects of young scientists ‘UMNIK’.
For citation: Gulyaev P.V., Stepanchuk G.V., Popov M.Yu., Pupenko K.K., Batrachenko A.V. Research results of the parameters and operating modes of the mold for manufacturing structural and building materials from crop residues. Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; (4-52): 61–70. EDN: XCYUCK. (In Russ).
