Статья: Научно-технические проблемы применения оптического излучения в сельскохозяйственном производстве
Приведены результаты применения источников инфракрасного (ИК), ультрафиолетового (УФ) излучения, аэроионизации, освещения и автоматизированных ИК- и УФ-облучательных установок в сельскохозяйственном производстве.
Использование оптического излучения является одним из важнейших резервов повышения продуктивности таких отраслей сельскохозяйственного производства, как животноводство и птицеводство.
Опыт применения УФ-облучения для ликвидации «солнечного голодания» организма, ИК-локального обогрева молодняка, светорегуляторов, обеспечивающих фотопериодический цикл развития животных и птицы, дает возможность без больших материальных затрат получить дополнительные тысячи тонн мяса, молока, шерсти, десятки тысяч яиц, а также резко повысить сохранность молодняка – основу воспроизводства поголовья.
Решение задачи создания необходимых условий освещения сельскохозяйственных помещений значительно сложнее, чем промышленных, так как видимое излучение, непосредственно влияет на продуктивность животных, в то же время должно обеспечивать выполнение человеком определенных технологических операций.
Так, для ИК-обогрева молодняка выпускают лампы ИКЗК 220–250, ИКЗ 220-500, ИКЗ 220-500-1, КГ 220-1000. Разработана и выпущена опытная партия более дешевых ламп ИКЗС 220-250 в синей колбе.
Для УФ-облучения животных выпускают источники ЛЭ-15, ЛЭ-30, ЛЭР-40, для обеззараживания воздуха – ДРТ-400, воды – бактерицидные источники ДБ-30-1, ДБ-80.
Серийно изготовляют облучатели ССПО1-250 с ИК-лампой мощностью 250 Вт для обогрева молодняка, облучатели ОРИ-1, ОРИ-2 (мощностью 500 и 375 Вт), ОВИ-1 (500 Вт); УФ облучатели ЭО-1-30М с лампой ЛЭ-30-1.
Все более широкое применение находят комбинированные автоматизированные облучательные установки. В последние годы разработаны и серийно выпускаются комплекты светотехнического оборудования ИКУФ-1, ИКУФ-1М, «Луч» для ИК-обогрева и УФ-облучения молодняка.
Для облучения растений изготовлен комплект электрооборудования установки с лампами ДРВ-750, который позволит сократить капитальные затраты в 4 раза по сравнению с лампами ДРЛФ-400.
Несмотря на положительные результаты, необходимо отметить следующее: не организовано серийное производство ламп ИКЗС 220-250 для обогрева животных, ДРВЭД-750 ЛЭО – для УФ-облучения; медленно внедряются лампы ДРВ-750; не освоено производство регулятора температуры и облученности растений, который позволит уменьшить расход теплоты до 20 - на выращивание растений; не проводятся исследования по эксплуатации осветительно-облучательных установок; низка надежность осветительно-облучательного оборудования, поставляемого сельскому хозяйству.
|
Новый способ освещения помещений щелевыми световодами основан на том, что источники (источник) света большой единичной мощности заключаются в общую оболочку, изолированную от окружающей среды и содержащую оптическую систему, которая направляет излучение ламп в нужных направлениях с малыми потерями. Щелевой световод может иметь жесткое или пленочное исполнение. Он представляет собой прямой или плавно изгибающийся цилиндр, стенки которого частично имеют высокоотражающее зеркальное покрытие, а в остальной части (вдоль образующих) характеризуется светопропускающими свойствами.
Разнообразные осветительные устройства со щелевыми световодами позволяют размещать источники света с их оптическими элементами, а также аппаратурой управления и защиты в специальных камерах вне или внутри помещения. Щелевые же световоды образуют в необходимых направлениях «светящие» линии. При направлении светового излучения только в один торец рабочая длина световода может достигать 40 – 50-кратного размера его диаметра. КПД комплекта осветительного устройства со щелевыми световодами около 40 %.
Основные преимущества осветительных установок со щелевыми световодами по сравнению с традиционными способами освещения заключается в следующем:
многократное уменьшение количества устанавливаемых «светоточек» с созданием условий, позволяющих реально осуществлять функции эксплуатации;
многократное уменьшение расхода дефицитных черных и цветных металлов, необходимых для изготовления светильника и монтажа осветительных установок;
уменьшение потребления электроэнергии на освещение, обусловленное снижением расчетного коэффициента запаса на 20 – 70 %, светотехническими преимуществами «светящих» линий и применением мощных ламп с наибольшей светоотдачей;
создание комплектных осветительных устройств с высокой степенью заводской готовности, обеспечивающих максимальную индустриализацию электромонтажных работ;
возможность увеличения при необходимости уровня освещенности в помещениях за счет замены ламп на более мощные при увеличении их числа без дополнительных строительно-монтажных работ по реконструкции осветительных установок;
ограничение тепловыделений в пространство помещений и возможность утилизации теплоты, излучаемой лампами;
упрощение и сокращение электрических сетей.
Реальный эффект от приведенных выше преимуществ зависит от тех технических и стоимостных показателей, которыми будут характеризоваться изделия промышленности со щелевыми световодами, а также от конкретных строительно-планировочных условий их применения и предъявляемых требований к освещению.
За последние годы значительно усовершенствованы высокоинтенсивные источники света (ВИС). Быстрое развитие ВИС осуществляется в направлении повышения их экономичности, срока службы, спектрального состава излучения, других эксплуатационных характеристик, а также расширения диапазонов мощностей, размеров, режимов работы и т. д.
Наличие широкого ассортимента ВИС, обладающих самыми различными характеристиками, ставит вопрос о правильном выборе их для использования в животноводческих помещениях. При решении этого вопроса следует исходить из анализа основных характеристик ВИС и соответствия их условиям освещаемого или облучаемого объекта.
ВИС, обладающие большой единичной мощностью, высокой световой отдачей, широким спектральным диапазоном (включая УФ- и ИК-области спектра), представляют интерес для использования в сельскохозяйственном производстве.
Необходимо разработать единую методику сопоставления облучательных установок для животноводства и растениеводства закрытого грунта, выполненных на базе различных ОИ, выпускаемых промышленностью.
На современных комплексах, где животные все время находятся в помещении, должно круглогодично применяться УФ-облучение, которое является одним из важнейших экономических факторов. Известны биологические эффекты УФ-излучения: эритемное и бактерицидное действие. Наиболее важным для животных является эритемное действие и те реакции, которые развиваются в период после облучения.
Особенно важно свойство УФ-излучения образовывать в организме животных необходимый для роста и развития витамин D. В то же время УФ-облучение гораздо шире воздействует на разные функции организма и стороны регулирующих систем, а не только на те, которые связаны с витамином D . Наблюдаются положительные сдвиги со стороны сердечно-сосудистой, дыхательной и кровеносной систем, а также улучшение фосфорно-кальциевого обмена у облучаемых животных.
Дозы УФ-облученности, которые приводятся в справочной литературе, были получены эмпирически десятки лет назад и не базировались на точной метрологии. Поэтому в настоящее время актуален вопрос пересмотра доз в целях конкретизации их не только для различных видов животных, но и для опорных (типичных по спектральному составу) источников оптического излучения, которые вызывают данный фотобиологический процесс. Уровень освещенности и наличие УФ-излучения являются важными составляющими микроклимата в животноводческих помещениях.
Задача инженеров и научных работников – создать рациональные системы оборудования, обеспечивающие те параметры жизненной среды животных, эффективность которых доказана и научно обоснована. Но задача состоит не в том, чтобы заполнить до отказа животноводческие помещения различным оборудованием, а пойти по пути создания комбинированных установок. В данном случае нерационально предусматривать систему освещения с соответствующей программой включения, установку УФ-облучения с системой автоматического управления и, кроме того, заполнять помещения аэроионизаторами, а необходимо объединить эти системы в одну.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--