Чисельне моделювання процесу дражування насіння у барабанному апараті
DOI:
https://doi.org/10.32515/2414-3820.2026.56.37-48Ключові слова:
насіння, дражування, форсунка, пристрій, барабанний апарат, розпилення, розподіл, продуктивність, параметри, чисельне моделювання, метод дискретних елементів, Лагранжевий багатофазний підхідАнотація
У статті наведено результати чисельного моделювання процесу дражування насіння у барабанному апараті з використанням програмного середовища Simcenter STAR-CCM+. Для опису руху насіння та нанесення поживної композиції застосовано поєднання методу дискретних елементів (DEM) і лагранжевого багатофазного підходу (LMP). Розроблена модель дозволила відтворити процес перемішування насіння, розпилення поживного розчину, осадження крапель на поверхню насінин та формування дражувальної оболонки. У ході дослідження оцінено вплив частоти обертання барабана, витрати дражувальної композиції, висоти шару насіння та кута нахилу лопатей на рівномірність покриття й продуктивність апарата. За результатами чисельного експерименту отримано регресійні залежності, що адекватно описують процес дражування насіння та дозволяють прогнозувати зміну критеріїв ефективності залежно від режимів роботи апарата. Встановлено, що найкращі показники якості дражування досягаються за частоти обертання барабана 14–15 об./хв., витрати дражувальної композиції 18–20 мл/хв., висоти шару насіння 0,22–0,26 м і кута нахилу лопатей 8–10°. За таких умов продуктивність процесу становить 50–52 кг/хв., нерівномірність формування дражувальної оболонки не перевищує 2,5–3,0 %, а енерговитрати зменшуються на 15–18 %. Отримані результати можуть бути використані для обґрунтування конструктивно-технологічних параметрів барабанних дражираторів та підвищення ефективності передпосівної підготовки насіння.
Посилання
1. Afzal, I., Javed, T., Amirkhani, M., & Taylor, A. G. (2020). Modern seed technology: Seed coating delivery systems for enhancing seed and crop performance. Agriculture, 10 (11), 526. DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture10110526 DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture10110526
2. Javed, T., Afzal, I., Shabbir, R., Ikram, K., Zaheer, M. S., Faheem, M., Ali, H. H., & Iqbal, J.( 2022). Seed coating technology: An innovative and sustainable approach for improving seed quality and crop performance. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 21 (8), 536–545. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jssas.2022.03.003 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jssas.2022.03.003
3. Biswal, B. C., Mishra, S., Jaiswal, K., Mohanty, S., & Dash, D. (2026). Seed coating innovations for sustainable horticulture enhancing germination, crop resilience and resource efficiency. Discover Sustainability, 7, 426. DOI: https://doi.org/10.1007/s43621-026-02826-5 DOI: https://doi.org/10.1007/s43621-026-02826-5
4. Farooq, M., Wahid, A., & Siddique, K. H. M.( 2012). Micronutrient application through seed treatments: A review. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 12 (1), 125–142. DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-95162012000100011 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-95162012000100011
5. Rocha, I., Ma, Y., Souza-Alonso, P., Vosátka, M., Freitas, H., & Oliveira, R. S. (2019). Seed coating: A tool for delivering beneficial microbes to agricultural crops. Frontiers in Plant Science, 10, 1357. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01357 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01357
6. Bozdar, B., Ahmed, N., Meghwar, M. R., Zhu, Z., Talpur, A., & Li, Z. H. (2026). Seed pelleting technologies: Paving the way for resilient and sustainable future farming. Food and Energy Security, 15 (1), e70193. DOI: https://doi.org/10.1002/fes3.70193 DOI: https://doi.org/10.1002/fes3.70193
7. Pasha, M., Hare, C., Ghadiri, M., Gunadi, A. & Piccione, P. M. (2017). Inter-particle coating variability in a rotary batch seed coater. Chemical Engineering Research and Design, 120, 92–101. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cherd.2017.01.033
8. Zhao, T., Zhang, H., Sun, W., & Zhang, L. (2026). Numerical simulation and experimental study of a pelletizing coating machine for Astragalus membranaceus seeds. Agriculture, 16 (9), 955. DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture16090955 DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture16090955
9. Aliiev, E. B.( 2023). Numerical modeling of agro-industrial production processes . Kyiv: Ahrarna nauka. DOI: https://doi.org/10.31073/978-966-540-584-9 [in Ukrainian] DOI: https://doi.org/10.31073/978-966-540-584-9
10. Aliiev, E. B. (2026). Numerical modeling of mechanized processes of agro-industrial production. Dnipro : LIRA [in Ukrainian]
11. Pasha, M., Ghadiri, M., Gunadi, A., & Piccione, P. M. (2017). Distinct element analysis of inter-particle coating variability in a batch seed coater. EPJ Web of Conferences, 140, Article 15035. DOI: https://doi.org/10.1051/epjconf/201714015035 DOI: https://doi.org/10.1051/epjconf/201714015035
12. Teunou, E., & Poncelet, D. (2002). Batch and continuous fluid bed coating: Review and state of the art. Journal of Food Engineering, 53 (4), 325–340. DOI: https://doi.org/10.1016/S0260-8774(01)00173-X
13. Sukhanova, M., Mudarisov, S., Zabrodin, V., Bondarev, A., & Gallyamov, F. (2022). Analysis of the interaction of seeds with a centrifugal disk working body of a chamber-type treater. Scientific Reports, 12, 5420. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-09204-x DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-09204-x
14. Vechera, O. M., Tesliuk, B. V., & Kuianov, V. V. (2025). Pidvyshchennia yakosti protriuvannia nasinnia s.-h. kultur z modyfikovanym vibratsiinym bunkerom. Kramarovski chytannia : zbirnyk tez dopovidei XII Mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii z nahody 118-yi richnytsi vid dnia narodzhennia doktora tekhnichnykh nauk, profesora, vitseprezydenta UASHN Kramarova Volodymyra Savovycha (1906–1987). Kyiv, P. 311–313. [in Ukrainian]
15. Vechera, O. M., & Kuianov, V. V. (2021). Pidvyshchennia yakosti protriuvannia nasinnia silskohospodarskykh kultur za dopomohoiu kombinovanoi obrobky. Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research,12 (4), 109–115. DOI: http://dx.doi.org/10.31548/machenergy2021.04 [in Ukrainian] DOI: https://doi.org/10.31548/machenergy2021.04
16. Vechera, O. M., & Kuianov, V. V. (2023). Vdoskonalennia inertsiino-fryktsiinoho protriuvacha nasinnia. Ahrarna enerhetyka v XXI storichchi: dosiahnennia i perspektyvy rozvytku : zbirnyk tez dopovidei II Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii. 14 lystopada 2023 r. [in Ukrainian]
17. Vechera, O. M., & Kuianov, V. V. (2023). Tekhnolohiia ozonuvannia dlia protriuvannia nasinnia. Suchasni problemy zemlerobskoi mekhaniky: zbirnyk tez dopovidei XXIV Mizhnarodnoi naukovoi konferentsii. Kyiv, P. 144–146. [in Ukrainian]
18. Grohn, P., Lawall, M., Oesau, T., Heinrich, S., & Antonyuk, S. (2020). CFD-DEM simulation of a coating process in a fluidized bed rotor granulator. Processes,. 8 (9), 1090. DOI: https://doi.org/10.3390/pr8091090 DOI: https://doi.org/10.3390/pr8091090
19. Song,Y., Zhou, T., Bai, R., Zhang, M., & Yang, H. (2023). Review of CFD-DEM modeling of wet fluidized bed granulation and coating processes. Processes, 11 (2), 382. DOI: https://doi.org/10.3390/pr11020382 DOI: https://doi.org/10.3390/pr11020382
20. Liu, H., Ma, X., Hou, Z., Chen, L., Tan, A., & Liu, Y. (2025). Simulation and experimental study on the optimization of operating parameters for coating pellets of Agropyron seeds. Agriculture, 15 (19), 2017. DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture15192017 DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture15192017
21. Pasha, M., Hare, C., Ghadiri, M., Gunadi, A., & Piccione, P. M. (2016). Effect of particle shape on flow in discrete element method simulation of a rotary batch seed coater. Powder Technology, 296, P. 29–36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.10.055 DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.10.055
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Е.Б. Алієв, Н.О. Пономаренко, Т.А. Рудь
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
ISSN 
ISSN 
