Mehanička strana prirodoznanstvenih osnova obuhvaća uglavnom sile koje se javljaju na klinastom radnom organu pluga

 
 
Struktura i načela djelovanja osnovnih proizvodnih postupaka agrotehnike
 
Za osnovne agrotehničke postupke s obzirom na njihovu strukturu i njihove načela rada važe sva do sada teorijska osnovna mišljenja. U osnovnim postupcima pojavljuju se tri strukturna elementa (svojstva prerade radnog predmeta, funkcijska svojstva radnog organa i energijski uvjeti djelovanja) i načelo djelovanja ima istovrsnu izričajnu strukturu. Nedostaje još teorijsko uopćavanje cjelokupnog područja za agrotehniku tako da se u nastavku može prikazati način postupanja samo u obliku primjera na pojedinim osnovnim postupcima uzgoja biljaka i životinja
Od obrade biljaka prikazat će se postupak oranja a kod životinja bit će opisana muža krava.
 
Prikaz oranja
 
Karakteristika postupka
 
Oranje je osnovni proizvodni postupak biljne proizvodnje. Unutar tipa postupka Optimiranje uvjeta mjesta proizvodnje spada skupina postupka Obrada tla. Njegova je obradna zadaća rahljenje, prevrtanje i miješanje tla.
Rahljenjem se poboljšava omjer volumena pora i supstanci pora, ograničava se isparavanje vode, potiče prozračivanje tla, otklanja zgušnjavanje tla i uništava korov.
Prevrtanjem ostatci žetve, korov i gnojivo dolaze u dublje slojeve tla, hranjive tvari koje se nalaze dublje i dublji dijelovi tla se podižu iz donjih slojeva tla ponovno u gornju mekotu (obradivi sloj tla) i stvaraju se povoljne pretpostavke za pripremu gredica.
Miješanjem se postiže dobra raspodjela unesenih anorganskih i organskih tvari kao i udio fine zemlje.
Kod oranja klinastim oblikom plužnog tijela sijeku se slogovi zemlje vodoravno od lemeša i okomito od crtala (noža) te malo podižu. Plužna daska (odgrnjača) ih dalje malo podiže i okreće. Pritom se zemlja prevrće i usitnjava. Dubina pluga je općenito između 15 i 40 cm.
 
Prikaz simbola
 
Tehnički sustav plug djeluje na tlo kako bi obnovila plodnost tla i optimiralo ga za sljedeće proizvodne cikluse. Glavni tok je tok tvari koji je okarakteriziran relativnim gibanjem između tla i plužnog tijela. Preko vučnog sredstva dovodi se operacijska energija (slika 16).
Slika 16 Prikaz simbola oranja (H. Wolffgramm)
 
Osnovni pojmovi prirodoznanstvenih temelja
 
Prema radnoj dubini razlikuje se vrlo plitko oranje (4 do 6 cm), plitko oranje (15 do 30 cm) i duboko oranje (preko 30 cm).
Plužno tijelo se sastoji od trupa, lemeša i plužne daske (razgrnjače). Lemeš je najvažniji dio radnog organa pluga. To je u principu jedan klin koji prodire u tlo i u željenoj dubini odreže slog zemlje i malo ga podigne.
Plužna daska (razgrnjača), zaobljeni lim koji leži iznad lemeša i stoji više ili manje ukoso s jako glatkom površinom, uzima i okreće odvojeni slog zemlje.
Crtalo je okomito stojeći nož koji je učvršćen ispred lemeša ili okrugla ploča koja naor odvaja od neizoranog tla.
 
Mehanička strana prirodoznanstvenih osnova obuhvaća uglavnom sile koje se javljaju na klinastom radnom organu pluga kao i postupke koji se odvijaju kod dizanja, okretanja, rahljenja i miješanja odvojenog humka tla. Otpor tla koji treba svladati kod oranja je vrlo visok zbog velikih količine tla koje treba pokretati. Sastoji se od otpora rezanja na lemešu i otpora trenja na plužnoj daski (razgrnjači). Tomu se pridružuje o vrsti i stanju tla jako ovisni vlastiti otpor tla prema podizanju, okretanju i preoblikovanju. Ove sile su u osobito kompleksnoj interakciji.
 
Specifični otpor tla iznosi kod:
• pješčanog tla           20…  40 kPa
• zemlje ilovače         40…  60 kPa
• glinenog tla             60…100 kPa
 
Potrebna vučna sila Fv za oranje izračunava se iz umnoška presjeka brazde A (cm2) i specifičnog otpora tla w
 
Fv= A · w                                                         (1)
 
Izraz (1) daje samo približne vrijednosti jer se otpor tla u širokim granicama koleba, a i radna brzina te stanje pluga znatno utječu na potrebnu vučnu silu.
 
Djelatni faktor Karakteristike obrade tla
 
Obradbene karakteristike tla prije svega se određuju vrstom (pijesak/ilovača/glina) i teksturom strukturom i vlažnošću tla. Oni zajedno čine kompleksni tehnički sustav, sposobnost oranja (plužljivost) tla.
Obradbene karakteristike tla u velikoj mjeri utječu na oblik plužnog tijela koje treba upotrijebiti za postizanje optimalnog učinka. Pješčana tla zahtijevaju okomito plužno tijelo. Jako ukošeno postavljeno (ležeće) plužno tijelo koristi se za srednje teška tla. Kod zaraslih tla, žitke zemlje i najtežih tla plužno je tijelo savijeno u obliku vijka. Stanje tla određuje isto tako i potrebnu plužnu silu.
 
Djelatni faktor Funkcionalne karakteristike pluga
 
Osnovni oblik plužnog tijela proizlazi iz zahtjeva principa rada (2). Specijalni oblik dotičnog plužnog tijela određuje njegove uporabne mogućnosti na određenoj vrsti tla uz uvažavanje stanja tla (5). Veličine vučne sile (8 i 9) koju treba upotrijebiti ovisi u velikoj mjeri o veličini upotrijebljenog plužnog tijela, ali i o stanju alatke i njenoj konstrukciji. Tupi bridovi lemeša, istaknuti (stršeći) vijci lemeša, loši prijelazi od lemeša prema plužnoj daski (razgrnjači), zahrđale plužne daske su čimbenici koji znatno povećaju potrebnu vučnu silu. Konstrukcijski faktori utjecaja su oblik i položaj noža (crtala) prema lemešu.
 
Djelatni faktor Energijski uvjeti djelovanja
 
Primjena mehaničke vučne sile slijedi iz načela oranja (3). Njena je veličina ovisna o presjeku brazde (6) i otporu tla (7). Upotrijebljena vučna sila utječe na kakvoću obrade tla (dubina brazde, širina brazde). Isto tako stoji u odnosu (relaciji) prema granicama korištenja s obzirom na mehaničku opteretljivost plužnog tijela (9).
 
Načelo rada
 
Oranje se zasniva na načelu oranja (slika 17). Predstavlja kompleksno međusobno djelovanje (interakciju) postupaka na klinastim sječivima lemeša i crtala (noža) kod odvajanja sloga zemlje iz tla i postupaka na strmo stojećoj, zaobljenoj plužnoj daski pri dizanju, okretanju i miješanju odvojene zemlje povezano sa željenom svrhom obradbe tla (1). Temeljni radni oblik pluga je klin. Načelo oranja se zbog svoje vrlo kompleksne strukture ne može reducirati samo na načelo klina pri obradi odvajanjem česticama.
Slika 17 Strukturna shema oranja (H. Wolffgramm)
 
Tipična područja primjene oranja
 
Najvažnija područja primjene oranja su:
• izvlačenje brazde za sijanje
• izvlačenje jesenske brazde
• obrada strništa (vrlo plitko oranje)
• produbljenje mekote (obradivog sloja tla) oranice
• melioracijsko oranje za poboljšanje donjeg tla.
 
Prikaz mužnje
 
Karakteristika postupka
 
Mužnja je osnovni postupak uzgoja životinja i spada u skupinu postupaka dobivanje uzgojenih životinjskih proizvoda. Razlikuje se ručnu i strojnu mužnju. Sljedeće slike odnose se na strojnu mužnju, koja se rastućim tehniciranjem poljoprivrede svuda probila.
 
Mužnjom treba mlijeko nastalo u mliječnim žlijezdama krave i skupljeno u sustavu šupljina tkiva žlijezda izvući iz vimena.
 
Preko kape muzilice postavljene na sisama vimena izvodi se učinak sisanja. On prevladava silu zatvaranja mišića koji zatvara kanal sisa i izaziva izvlačenje mlijeka iz vimena. Postupak sisanja se ritmički prekida jednim pulzatorom, tako da se takt sisanja i takt opuštanja pravilno izmjenjuju (50 do 55 puta u minuti). Podtlačna pumpa proizvodi podtlak mužnje od 40 do 50 kPa koji je nužan za učinak sisanja. Izmuženo mlijeko se skuplja iz muzilice u kante ili se prenosi mlijekovodom u mljekaru na hlađenje i skladištenje.
 
Prikaz simbola
 
Preko muzilice operacijska se energija eOp (pulsirajući podtlak mužnje) dovodi se vimenu krave i time postiže tok tvari od životinje do muzilice. Upravljanje taktovima mužnje pulzatorom simbolizira tok informacija i1, podražaj potreban za poticanje spremnosti za mužnju simbolizira informacijski tok iR (slika 18).
Slika 18 Prikaz simbola mužnje (H. Wolffgramm)
 
Osnovni pojmovi
 
U hormonalno upravljanom procesu stvaranja mlijeka i pražnjenja vimena hormon oksitoksin upravlja davanjem mlijeka. Izlučuje ga hipofiza taktilnim podražajima na vimenu. Njegovo je djelovanje ograničeno na 8 do 10 minuta. U tom se razdoblju govori o spremnosti krave za mužnju. Ona je povezana s «izbacivanjem mlijeka» iz mliječnih žlijezdi u mliječne cisterne vimena. Opuštanje je masaža vimena, koja pokreće podražaj za mužnju i utječe na ispuštanje oksitoksina.
 
Prirodoznanstvene osnove
 
Prirodoznanstvene osnove postupka mužnje odnose na dva kompleksa:
·         na komplicirane hormonalno upravljane biološke procese koji vode do spremnosti za mužnju i
·         na fizičke postupke koji se upotrebljavaju u sklopu tehničkog sustava.
 
Poznavanje bioloških aspekata za mužnju je od osobitog značenja. Davanje mlijeka je isto kao i stvaranje mlijeka upravljano hormonima. Hormon oksitoksin izaziva kontrakciju mliječnih žlijezdi i potiče mjehuriće žlijezda na otpuštanje mlijeka. Taktilnim podražajima vimena (senzibilna masaža vimena i sisa –«opuštanje») hipofizu se dovodi do izlučivanja hormona. Hormon preko krvne žile dospijeva u vime. Za postupak mužnje nadalje je od značenja da djelovanje hormona traje samo 8 do 10 minuta. Spremnost krava za mužnju je samo u tom razdoblju neograničena. Zbog toga se kapa za mužnju mora postaviti neposredno nakon opuštanja kako bi se vime moglo u potpunosti izmusti. Također se mora paziti na to da se kod osjećaja boli (kod pogrešnog postavljanja kape za mužnju) ili ako se životinja preplaši kroz nadbubrežne žlijezde izlučuje hormon adrenalin. Povećava se djelovanje oksitoksina. To dovodi do takozvanog «podizanja» ili «držanja» mlijeka u vimenu.
 
Ispravna priprema vimena probom predmužnje, čišćenje vimena i postavljanje kape muzilice je stoga pretpostavka za strojnu mužnju.
Fizičke osnove muzilice odnose na postupke koji su povezani sa stvaranjem podtlaka. Elektromotorom pokretani ćelijski kompresor stvara potreba podtlak za pogon muzilice. Taj ćelijski kompresor je u načelu uljno-zračna pumpa s ekscentrično rotirajućim klipovima. Zračna dovodna cijev je povezana s muzilicom.
 
Djelatni faktor Karakteristike preradbe radnog predmeta
 
U vimenu sakupljeno mlijeko čini radni predmet. Specifična svojstva mlijeka, osobito ona koja se odnose na kasniju njegovu uporabu kao namirnice, zahtijevaju pridržavanje strogih higijenskih uvjeta. Kapa za mužnju stoga uvijek mora biti čista i nakon svake uporabe mora se dezinficirati.
 
Djelatni faktor Karakteristike funkcija radnog organa
 
Radni organ muzilice su kape za mužnju (2). To su cilindrični tuljci u kojima su poredane po jedna gumen sisa s glavom za sisanje. Preko njih djeluje mužni podtlak (8 i 9). Izlazeće mlijeko se kroz kapu za mužnju prenosi u sustav cijevi ili gumenih cijevi muzilice. Osnovni oblik djelovanja radnog organa je radni prostor.
 
Djelatni faktor Energijski radni uvjeti
 
Operacijska energija se doduše dovodi kao električna energija, ona se međutim preko ćelijskog kompresora pretvara u pneumatsku energiju (3). Ona je stvarna radna energija (6). Obzirna obrada vimena zahtijeva pulsirajuće radne i opuštajuće faze pri djelovanju operacijske energije (7).
 
Načelo rada pri mužnji
 
Mužnja se temelji na načelu naizmjeničnog pulzatora. Okarakteriziran je dvama taktovima koji slijede jedan za drugim. Za vrijeme takta sisanja mlijeko se djelovanjem podtlaka uzima iz vimena. U taktu opuštanja koji nakon toga slijedi stvara se podtlak, zrak struji u međuprostore kape za mužnju, zaustavlja se uzimanje mlijeka.
Pulsirajući način rada treba sprječavati prekomjerno proširivanje tkiva vimena kao posljedicu utjecaja podtlaka mužnje (1).
 
Literatura:
 
1. Wolffgramm, H.: Technologische Vorgänge in der Agrarproduktion, Kapitel 9 in Allgemeine Technologie, Verlag Franzbecker, Bad Salzdetfurth ü. Hikdesheim, 1995, Teil 2, 263-302.
2. Wolffgramm, H.: Das System der Bearbeitungsvorgänge in der Agrarproduktion, Kapitel 3.2 in Allgemeine Technologie, Verlag Franzbecker, Bad Salzdetfurth ü. Hikdesheim, 1995, Teil 1, 65-72.
3. Ropohl, G.: Eine Systemtheorie der Technik, zur Grundlegung der Allgemeinen Technologie, Carl Hanser Verlag, München 1979, 178.
4.Wolffgramm, H.: Symboldarstellung technologischer Grundvorgänge, Kapitel 3.5 in Allgemeine Technologie, Verlag Franzbecker, Bad Salzdetfurth ü. Hikdesheim, 1995, Teil 1, 77-81.
5. Kleinau, M.: Untersuchungen zum System und zur Struktur der Tierproduktion, Dissertation A. Martin-Luther-Universität, Halle (Saale), 1968.
6.Wolffgramm, H.: Kapitel 2.3 bis 2.5 in Allgemeine Technologie, Verlag Franzbecker, Bad Salzdetfurth ü. Hikdesheim, 1995, Teil 1, 43-62.
 
(Svršetak)
 

Professor emeritus Igor Čatić