Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias

Physical-Mechanical Properties of Peanut (Arachis Hypogaea L.) for the Design of Flat Classification Surfaces

ABSTRACT The goal of the present work is to determine the physical-mechanical properties of Criollo variety of peanut kernels, required for the design of gravimetric classification machines. To fulfill the objective, the physical-mechanical properties of the peanut kernels of the most harvested variety (Criollo) in Manabí-Ecuador Province were determined. As physical properties, the dimensions of the grains, the equatorial diameter, as well as the specific and volumetric weight were determined. Static and dynamic friction and rolling angles were determined within the mechanical properties on four types of surfaces (carbon steel, stainless steel, wood, and rubber). The results allowed determining the dimensions of the peanut kernels m = 0,26 to 0,6 g; L = 10 to 15 mm; d = 5,50 to 9,1 mm. It was evidenced that the friction angle and the rolling resistance angle were higher in static cases on all surfaces investigated. Those of stainless steel and aluminum showed the lowest values of the static and dynamic coefficients of friction (ϕ=14,7 ± 0,07 αvδ ϕ d=13,5 ± 0,07 degree). The maximum values were observed on the rubber surface with ϕ = 35,7 ± 0,10 αvδ ϕd= 31,4 ± 0,13. The static and dynamic rolling angle showed a behavior similar to that observed in the friction angle, reaching maximum values in the rubber surface (α=26,0 ± 0,11 αvδ αd=24,4 ± 0,08 degree).

RESUMEN El presente trabajo tiene como objetivo determinar las propiedades físico-mecánicas de los granos de maní de la variedad Criollo, requeridas para el diseño de las máquinas de clasificación gravimétrica. Para el cumplimiento del objetivo se determinaron las propiedades físico-mecánicas de los granos de maní de la variedad (Criollo) más cosechada en la Provincia Manabí-Ecuador. Como propiedades físicas se determinaron las dimensiones de los granos, el diámetro ecuatorial, además del peso específico y volumétrico. Dentro de las propiedades mecánicas se determinaron los ángulos de fricción y de rodadura (estático y dinámico) en cuatro tipos de superficies (acero al carbono, acero inoxidable, madera, y goma). Los resultados permitieron determinar las dimensiones de los granos de maní m=0,26 a 0,6 g; L=10 a 15 mm; d=5,50 a 9,1 mm, se evidenció demás que el ángulo de fricción y el de rodadura fueron mayores en los casos estáticos en todas las superficies investigadas. Las de acero inoxidable y aluminio fueron las que mostraron los valores más bajos de los coeficientes de fricción estático y dinámico (ϕ=14,7 ± 0,07 y ϕd=13,5 ± 0,07 grado). Los máximos valores se observaron en la superficie de caucho con ϕ = 35,7 ± 0,10 y ϕd= 31,4 ± 0,13. El coeficiente de resistencia a la rodadura estático y dinámico mostró un comportamiento similar al observado en el ángulo de fricción, alcanzando valores máximos en la superficie de caucho (α=26,0 ± 0,11y αd=24,4 ± 0,08 grado).

Numerical Model for Sugarcane Base Cutting

ABSTRACT In the present work, a numerical model is developed for sugarcane base cutting from experimental data obtained in five varieties of cane evaluated in the Physics and Resistance of Materials Laboratories of Ciego de Ávila University. The performance of the BONEM and BUSSOLA base-cutter blade was analyzed in relation to process parameters such as stresses, cutting force and cutting moment. It was shown that BUSSOLA cutter blade had a better performance than BONEM for each of the varieties tested. In the analysis of a model with average magnitudes of the physical-mechanical properties of the stems of the varieties examined, the behavior graphs of the cutting forces over time and the Force - Displacement graphs for both segments were obtained. The main results show that there are no representative differences in relation to the magnitude of the stresses generated in the stems of each of the sugarcane varieties when they are cut with the different cutter blades. In addition, it was shown that the magnitudes of cutting force and cutting moment generated with the use of BONEM cutter-blade are significantly higher than those generated with BUSSOLA cutter-blade.

RESUMEN En el presente trabajo se desarrolla un modelo numérico para el corte base de la caña de azúcar a partir de datos experimentales obtenidos en cinco variedades de caña evaluadas en los laboratorios de Física y Resistencia de Materiales de la Universidad de Ciego de Ávila. Se analizó el desempeño de los segmentos de corte base BONEM y BUSSOLA con relación a parámetros del proceso como las tensiones, la fuerza de corte y el momento de corte. Se demostró que los segmentos de corte BUSSOLA poseen un mejor desempeño que los segmentos BONEM para cada una de las variedades ensayadas. En el análisis de un modelo con magnitudes promedios de las propiedades físico-mecánicas de los tallos de las variedades examinadas se obtuvieron los gráficos del comportamiento de las fuerzas cortantes en el tiempo y los gráficos de Fuerza - Desplazamiento para ambos segmentos. Los principales resultados muestran que no existen diferencias representativas con relación a la magnitud de las tensiones generadas en los tallos de cada una de las variedades de caña de azúcar cuando se cortan estas con los diferentes segmentos de corte y las magnitudes de fuerza de corte y momento de corte generadas con el empleo de los segmentos BONEM son significativamente superiores a las que se generan con los segmentos BUSSOLA

The Stability in Rational Composition of the Sugarcane Harvest-Transport-Reception System

ABSTRACT The present investigation was carried out in “Héctor Molina Riaño” Base Business Unit, with the objective of determining the rational organization of the sugarcane harvest-transport-reception system, through the integration of mathematical models, which guarantee the stability of the flow in the system. The rational conformation of the harvest-transport-reception-system was determined using the following methods: linear programming, queuing theory for a single service station and for stations in cascades. When analyzing the stability of the compositions with the Markov chain model, it is found that the most stable variant is when the queuing theory is used in cascades when working in fields of 75 t/ha, with two CASE IH 8800 Harvesters and four Tractors BELARUS 1523 + four VTX 10000 dump trailers, four HOWO SINOTRUCK aggregates + two trailers and three reception centers with a probability of 53.79% that the cycle will not be interrupted and a cost of system stops of 33.05 peso/h , being possible to reduce the costs by stops in more than 30%, observing a marked influence when increasing the number of collection centers

RESUMEN La presente investigación se realizó en la Unidad Empresarial de Base Héctor Molina Riaño, con el objetivo de determinar la organización racional del sistema cosecha-transporte-recepción de la caña de azúcar, mediante la integración de modelos matemáticos, que garanticen la estabilidad del flujo del sistema. Se determinó la conformación racional de la brigada cosecha transporte empleando los métodos: programación lineal, teoría de cola para una estación única de servicio y para estaciones en cascadas. Al analizar la estabilidad de las composiciones con el modelo de cadenas de Markov se tiene que la variante más estable es cuando se emplea la teoría de colas en cascadas al trabajar en campos de 75 t/ha, con dos Cosechadoras CASE IH 8800 y cuatro Tractores BELARUS 1523 + cuatro remolques autobasculantes VTX 10000, cuatro agregados HOWO SINOTRUCK + dos remolques y tres centros de recepción con una probabilidad de 53,79% de que no se interrumpa el ciclo y un costo por paradas del sistema de 33,05 peso/h, siendo posible reducir los costos por paradas en más del 30%, observándose una marcada influencia al incrementarse el número de centros de acopio.

Computational Fluid Dynamics (CFD) Simulation of Forage Chopper Discharge Tower

ABSTRACT The work is part of an investigation project approved by the National Program of Food Animal. The objective of the work was to carry out the simulation by CFD of forage chopper discharge tower, using SOLIDWORKS tool to improve its design. The conditions of frontiers of speed, volumetric flow and atmospheric pressure to the inlet and outlet of the tower divided in four areas are established for the pattern in study. The speeds profile, pressure and the aerodynamic force, with and without particles of vegetable material, inside the tower were obtained. The results show similar speeds of 12,9 - 50,3 m/s, at the inlet and at the outlet of the tower with and without particles. A decrease of pressure of 1 466,33 - 2 508,22 Pa is manifested at the outlet of the tower with respect to the inlet pressure. The aerodynamic force average for the four studied areas, overcome the necessary haulage force of the particle of 0,0195 N, what facilitates their expulsion through the outlet of the discharge tower.

RESUMEN El trabajo forma parte de un proyecto de investigación aprobado por el Programa Nacional de Alimento Animal. El objetivo del trabajo consistió en realizar la simulación por CFD de la torre de descarga de una maquina picadora de forraje, empleando la herramienta SOLIDWORKS, con vista al perfeccionamiento de su diseño. Se establecen las condiciones de fronteras para el modelo en estudio, de velocidad, flujo volumétrico y presión atmosférica a la entrada y salida de la torre dividida en cuatro zonas. Se obtienen el perfil de velocidades, de presión y la fuerza aerodinámica, con y sin partículas de material vegetal, en el interior de la torre. Los resultados muestran velocidades similares de 12,9 - 50,3 m/s, tanto a la entrada como a la salida de la torre con y sin partículas. En la presión se manifiesta a la salida de la torre, una disminución de 1 466,33 - 2 508,22 Pa con respecto a la presión de entrada. La fuerza aerodinámica promedio para las cuatro zonas estudiadas, superan la fuerza de arrastre 0,0195 N necesaria de la partícula, lo que posibilita su expulsión por la salida de la torre de descarga.

Quality Assessment of Mechanized Rice Transplantation in Cuba

ABSTRACT Mechanized transplantation of rice is being imposed worldwide and it requires certain conditions to develop the process efficiently like the production of seedlings in trays. In Cuba, transplanting machines with the system to the filling of the trays are being acquired, so it is necessary to establish a technology that allows the transplanting machines to be put into operation. The objective of this research was to evaluate the quality of rice seedlings to be used in mechanized transplantation under sowing conditions, in Pinar del Río Province, Cuba, with the use of the ERP-60 transplanter. Among the main results obtained in the tray seedbed technology at the time of transplantation, an interaction was found between the factors under study. When the component elements of the substrate were mixed and left at rest, the plants found the appropriate conditions for growth, in the four-element substrate (ST + MOT + FCSM + CAC), with 30 or more days of rest. This made possible to achieve seedlings of 15.37 cm high and 2.19 mm thick, 19 days after the seed germinated, complying with the requirements for transplantation with the ERP-60 machine.

RESUMEN En el mundo se va imponiendo la operación del trasplante mecanizado del arroz lo que requieren ciertos y de determinados requisitos para desarrollar el proceso con eficiencia y entre ellos está la producción de las posturas en bandejas, en Cuba se están adquiriendo máquinas trasplantadoras con el sistema para el llenado de las bandejas, por lo que se hace necesario establecer una tecnología que permita la puesta en explotación de las máquinas trasplantadoras. La presente investigación tiene como objetivo evaluar la calidad de las posturas de arroz a utilizar en el trasplante mecanizado en las condiciones de siembra en la provincia de Pinar del Río, Cuba con la utilización de la trasplantadora ERP-60. Entre los principales resultados obtenidos en la tecnología de semillero en bandeja al momento del trasplante se encontró interacción entre los factores en estudio, cuando se mezclaron los elementos componente del sustrato y se dejaron en reposo, las plantas encuentran las condiciones adecuadas para el crecimiento, en el sustrato de cuatro elementos (ST+MOT+FCSM+CAC), con 30 o más días de reposo; lo que permite lograr plántulas de 15,37 cm de altura y 2,19 mm de grosor, a los 19 días de germinada la semilla, cumpliendo con las exigencias para el trasplante con la máquina ERP-60.

Evaluation of Aggregates Formed with Tractor YTO x1204, Harrows and Land Plane

ABSTRACT The present work was developed with the objective of analyzing work efficiency indicators of agricultural aggregates formed with a YTO x1204 tractor, harrows and a land plane, in order to establish them partially for the future planning of agricultural works in the Agroindustrial Company of Grains “Fernando Echenique” from Granma Province. To carry out the research, Cuban standards were used as well as instructions and methodologies referred on specialized literature. The results showed that most of the values of the efficiency indicators of these agricultural groups are below the technical possibilities. However, the utilization coefficient of the working width (εβ) for the land plane, the utilization coefficient of the working speed (εV) of the 52-disc heavy harrow and the utilization coefficient of work shift (τ ) of the three aggregates are classified as acceptable. It is concluded that the magnitudes of real productivity (Wr) obtained behaved below the real possibilities of the set with magnitudes of 14.65; 17.71 and 29.1 ha shift-1, respectively, which is due to violations of the kinematic parameters during work.

RESUMEN El presente trabajo se desarrolló con el objetivo de analizar mediante el cálculo de indicadores de eficiencia del trabajo de los agregados agrícolas formados con tractor YTO x1204, gradas y alisador, estableciendo de forma parcial estos para la planificación futura de los trabajos agrícolas en la Empresa Agroindustrial de Granos Fernando Echenique de la provincia Granma. Para la realización de la investigación se utilizaron las normas cubanas. También se tuvieron en cuenta las instrucciones y metodologías expuestas por libros sobre el tema. Los resultaros mostraron que la mayoría de los valores de los indicadores de eficiencia de estos conjuntos agrícolas se encuentran por debajo de las posibilidades técnicas. Sin embargo, el coeficiente de aprovechamiento del ancho de trabajo (εβ) para el nivelador del suelo, el coeficiente de aprovechamiento de la velocidad de trabajo (𝜀𝑉) de la grada pesada de 52 discos y el coeficiente de aprovechamiento del tiempo de turno (𝜏) de los tres agregados se catalogan de aceptables. Se concluye que las magnitudes de productividad real (𝑊𝑟) obtenidas se comportaron por debajo de las posibilidades reales del conjunto con magnitudes 14,65; 17,71 y 29,1 ha turno-1 respectivamente. Lo cual se debe a violaciones de los parámetros cinemáticos durante el trabajo.

Evaluation of Recycled Sludge for Production of a Ceramic Company that Affects an Agroecosystem

ABSTRACT Taking into account the importance that the uncontrolled expulsion of industrial waste into the environment has for agriculture, this work is carried out with the aim of assessing the possibility of recycling solid waste (residual sludge) of Cerámica Blanca Company located in San José de las Lajas Municipality, Mayabeque, Cuba, through its reuse during the production process, to achieve clean production and reduce the waste load that is expelled into the environment. This company, despite being an economic source in the country, represents a source of environmental contamination due to the residuals that it expels to the neighboring agroecosystem dedicated to the cultivation of vegetables, medicinal plants and free grazing, affecting local food security, since these residuals They have high content of heavy metals. The physical-mechanical properties of the mixtures used in the production were determined and an economic evaluation was carried out taking into account the daily production and the unit costs. It was verified that with the mixture of 15% of the residuals, the preparation of paste in the production process of the company allows obtaining the best results and they are among the recommended standards, which represents an annual profit of more than $ 111 MPMN.

RESUMEN Teniendo en cuenta la importancia que tiene para la agricultura la descontrolada expulsión al medio de residuales industriales, se realiza el presente trabajo con el objetivo de valorar la posibilidad de reciclaje de los residuales sólidos (Lodo residual) de la empresa Cerámica Blanca ubicada en el municipio San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, mediante su reutilización durante el proceso productivo, para lograr producciones limpias y reducir la carga de residuales que se expulsa al medio. Esta empresa a pesar de ser una fuente económica en el país, representa un foco de contaminación ambiental por los residuales que expulsa al agroecosistema aledaño dedicado al cultivo de hortalizas, plantas medicinales y el libre pastoreo, afectando la seguridad alimentaria local, ya que estos residuales contienen altos contenidos de metales pesados. Se determinaron las propiedades físico-mecánicas de las mezclas empleadas en la producción y se realizó una valoración económica teniendo en cuenta la producción diaria y los costos unitarios. Se pudo comprobar que con la mezcla al 15% de los residuales la preparación de pasta en el proceso productivo de la empresa, se obtuvo los mejores resultados, y se encuentran entre los estándares recomendados, lo que representa en el año una ganancia de más $ 111 MP MN.

Improvement and Use of Effluents for the Benefit of Coffee

ABSTRACT The coffee sector carries out the processing of coffee by the wet method, where polluting liquid waste is generated due to its acidity (acid pH), sedimentary solids (SS) and chemical oxygen demand (COD) values. Therefore, the objective of this work is to review the technologies to improve the coffee processing and those to use its effluents with ecological approach in El Nicho Pulper, in Cienfuegos Province, Cuba. Firstly, the technologies for coffee benefit process are described. Secondly, the peculiarities to implement new technologies are emphasized and, finally, the possibility of their implementation in Cuba is analyzed.

RESUMEN El sector cafetero, realiza el procesamiento del café por vía húmeda, en donde se generan residuos líquidos contaminantes por sus valores de acidez (pH ácido), sólidos sedimentables (SS) y Demanda Química de oxígeno (DQO). Por lo cual, el objetivo de esta revisión se realiza para el mejoramiento y uso de los efluentes del beneficio del café con un enfoque ecológico en la despulpadora El Nicho de la provincia de Cienfuegos. En el trabajo, primeramente, se describirá las tecnologías del proceso de beneficio del café. Luego, se enfatiza en las peculiaridades para implementar las nuevas tecnologías y, en la tercera parte se analiza la posibilidad de su implementación en Cuba.

The Concept of Tribodesign. Its Application

ABSTRACT The behavior of the influence of forces on materials is a recognized basic study in design engineering. The interaction of surfaces in contact in relative motion should not be ignored as a special study, since, like the resistance of materials, this is a basic element in any engineering design. Tribology, the name given to the science and technology of interacting surfaces in motion, is one of the most important and basic concepts in engineering and especially in design engineering. This should, without doubt, be used in the designation of a new term "Tribodesign". Thus, the Tribodesign concerns all the machine elements that are designed where friction, lubrication and wear play a fundamental role. It is an obvious, but fundamental fact that today, the assistance or practical help of Tribology is based not only on maintenance, but also on its application in the design of machine elements and machinery.

RESUMEN El comportamiento de la influencia de las fuerzas en los materiales es un reconocido estudio básico en la ingeniería de diseño. La interacción de las superficies en contacto en movimiento relativo no debe ser obviada como un estudio especial, ya que, al igual que la resistencia de materiales, esto es un elemento básico en cualquier ingeniería de diseño. La Tribología, nombre con que se ha designado a la ciencia y tecnología de las superficies interactuantes en movimiento, es uno de los más importantes y básicos conceptos en ingeniería y especialmente en la ingeniería del diseño. Este debe, sin dudas, ser empleado en la designación de un nuevo término “Tribodiseño”. Así el Tribodiseño concierne a todos los elementos de máquina que se diseñen donde la fricción, la lubricación y el desgaste juegan un papel fundamental. Es un hecho obvio, pero fundamental, que hoy en día, la asistencia o ayuda práctica de la Tribología se basa no solo en el mantenimiento, sino también en su aplicación en el diseño de los elementos de máquina y la maquinaria.

Preparation of Animal Food in Germany

ABSTRACT The work is presented in three parts. The first part approaches the German methodology for the preparation of food animal going to the biggest bovine livestock (bovine branch), the methods of preparation of allowances are exposed based on the German norms and its wide use in Germany for the feeding of the livestock bovine facilities in small, medium and big facilities. The second part exposes the technologies used in Cuba. In third part it leaves the possibility it discusses of introducing some of the German technologies in Cuba. Emphasis is made in the possibility of introduction of these technologies in any investigation or development institution in Cuba that is in charge of from the bovine production to private or state scale. For their importance and applicability, the fundamental steps of the haymaking methodologies and silage are described to different scale, in dependence of the size of the installation, of the purpose of the breeding (meat or milk) and of the number of livestock heads, being the objective of this work to discuss these methodologies in our country. By means of these methodologies it is possible to produce animal food using endogenous resources that allow achieving a sovereignty and economic independence when not having to care great quantity of agricultural ingredients that urge the production of animal food (animal concentrated food), saving material resources, humans and money. Finally, it is emphasized in the importance of to value the results reached with these methodologies due to their possibility of being transferred to productive scale and to potentializes this activity to national scale.

RESUMEN El trabajo se presenta en tres partes. La primera parte aborda la metodología alemana para la preparación de alimento animal con destino al ganado vacuno mayor (rama vacuna), se exponen los métodos de preparación de alimentos basados en las normas alemanas y su amplia utilización en Alemania para la alimentación del ganado vacuno estabulado en pequeñas, medianas y grandes instalaciones. La segunda parte expone las tecnologías utilizadas en Cuba. En la tercera parte se discute la posibilidad de introducir algunas de las tecnologías alemanas en Cuba. Se hace énfasis en la posibilidad de introducción de estas tecnologías en cualquier institución de investigación o desarrollo en Cuba que se ocupe de la producción vacuna a escala privada o estatal. Por su importancia y aplicabilidad, se describen los pasos fundamentales de las metodologías de henaje y ensilaje a diferentes escalas, en dependencia del tamaño de la instalación, del propósito de la cría (carne o leche) y del número de cabezas de ganado, siendo el objetivo de este trabajo discutir estas metodologías en nuestro país. Mediante estas metodologías es posible producir alimento animal utilizando recursos endógenos que permitan lograr una soberanía e independencia económica al no tener que importar gran cantidad de ingredientes agrícolas que encarecen la producción de alimento animal (piensos), ahorrando recursos materiales, humanos y dinero. Finalmente se enfatiza en la importancia de valorar los resultados alcanzados con estas metodologías debido a su posibilidad de ser transferidos a escala productiva y potenciar esta actividad a escala nacional.