УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ДЕРЖАВНА НАУКОВА СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКА БІБЛІОТЕКА

СТОРОЖУК ЛЮДМИЛА ОЛЕКСАНДРІВНА

УДК 631.363.001/.001.66(477)”19”

ЕВОЛЮЦІЯ СТВОРЕННЯ МАШИН З ПЕРЕРОБКИ ЗЕРНА НА КОРМ В УКРАЇНІ

07.00.07 – історія науки і техніки

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата історичних наук

Київ-2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Центрі історії аграрної науки Державної наукової сільськогосподарської бібліотеки Української академії аграрних наук

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Червінський Леонід Степанович, Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, завідувач кафедри електрифікованих технологій в аграрному виробництві

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Тарабрін Олексій Євгенович, Державна наукова сільськогосподарська бібліотека Української академії аграрних наук, заступник директора з питань наукового менеджменту та маркетингу

кандидат історичних наук, доцент

Кругла Наталія Анатоліївна, Херсонський національний технічний університет Міністерства освіти і науки України, доцент кафедри філософії та соціології

Захист відбудеться “30” січня 2008 р. о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К.26.373.01 при Державній науковій сільськогосподарській бібліотеці Української академії аграрних наук (03680, Київ, вул. Героїв оборони, 10, читальний зал).

З дисертацією можна ознайомитись у Державній науковій сільськогосподарській бібліотеці Української академії аграрних наук (03680, Київ, вул. Героїв оборони, 10).

Автореферат розісланий “_20__” грудня 2007 р.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат історичних наук,

старший науковий співробітник С.Д. Коваленко

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Приготування кормів до згодовування тваринам, зокрема зерна, сягає своїми коренями в глибоку давнину, коли люди перейшли від збирально-мисливської діяльності до відтворювального способу господарювання, розвиваючи землеробство, насамперед зерновий напрямок, та тваринництво. Для харчування людей та годівлі тварин, в основному, використовувались різні зернові культури, але на початку становлення переробні технічні засоби мали спільні технічні рішення, причому, для згодовування тваринам використовувалась одержана після помелу менш якісна частина продукту. В більш пізні періоди розвитку суспільства підготовка зерна для згодовування тваринам набула специфічних ознак, що були зумовлені їх фізіологічними особливостями засвоєння корму. Відповідно, технологія та машини з переробки кормового (фуражного) зерна почали відрізнятися від технологій та машин з переробки зерна для харчування людей, а галузь машинобудування для переробки фуражного зерна набула самостійного спрямування.

Дослідження історії науки і техніки переробки зерна дозволяє відтворити цілісну картину її розвитку, простежити процес еволюції наукових ідей, форм організації створення машин та їх наукового забезпечення, виявити концептуальні засади та закономірності вдосконалення зернопереробної техніки в Україні, а також сприяє підвищенню іміджу українців як хліборобів і тваринників. Історичні знання минулого щодо становлення науки і техніки переробки зерна, взяті у поєднані з життям українського суспільства, є джерельним матеріалом для критичного аналізу сучасного стану механізації виробничих процесів в аграрному секторі та вироблення раціональних шляхів його ефективного розвитку в майбутньому, розкривають надбання українського народу та досягнення його вчених і конструкторів у створенні засобів механізації зернопереробки, слугують багатою спадщиною і потенційною базою у вихованні нинішнього та майбутніх поколінь молодих науковців і творців нових зразків машин.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконувались у ДНСГБ УААН в межах теми: ”Історія започаткування, становлення та розвитку сільськогосподарської дослідної справи в Україні” (державний реєстраційний номер 0102U001526) і “Вивчення наукового потенціалу наукових установ УААН” (державний реєстраційний номер 0102U005501).

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційного дослідження є реконструкція національної історії науки і техніки та підвищення рівня науково-технічного прогнозу розвитку сільського господарства за рахунок використання виявлених закономірностей і тенденцій історії розвитку теорії та конструкцій машин для переробки зерна.

Відповідно до мети сформульовані такі завдання дослідження:

- з’ясувати глибину наукової розробки досліджуваної теми;

- розкрити теоретичні передумови досліджень історії становлення і розвитку переробки зерна на корм тваринам;

- провести дослідження еволюції формування конструкцій зернопереробних засобів;

- визначити об’єктивні чинники формування наукових поглядів щодо якості зернових кормів;

- виділити періоди становлення галузі науки і виробництва з переробки кормового зерна;

- відтворити історію розвитку джерел енергії та систем приводу зернопереробної техніки;

- розкрити внесок вітчизняних науковців, конструкторів і виробничників у розвиток зернопереробних машин для тваринництва;

- сформулювати та спрогнозувати тенденції розробки і виробництва в Україні комбікормових агрегатів.

Об’єкт дослідження – процес зародження і розвитку історико-наукових та історико-технічних знань з теорії і конструкцій машин для переробки кормового зерна.

Предмет дослідження – історія становлення та розвитку машин для переробки зерна на корм в Україні.

Методи дослідження. Загальнонаукові методи (аналітико-синтетичний, логічний, системного підходу, емпіричного аналізу) сприяли виокремленню основних проблем і наукових напрямів у створенні машин з переробки зерна та дозволили сформулювати загальні закономірності на основі окремих історичних фактів. Спеціальні історичні методи (предметно-хронологічний, порівняльно-історичний) дали змогу дослідити процеси еволюції наукових ідей з проблеми в динаміці, здійснити аналіз якісних змін на різних етапах розвитку.

Хронологічні рамки дослідження – ХХ століття. Передісторія питання бере свій початок з найдавніших часів.

Наукова новизна одержаних результатів дослідження полягає в тому, що:

вперше – обґрунтовано історичні основи становлення процесу підготовки зерна до згодовування тваринам, як напряму предметно-практичної діяльності людини; відтворено історико-наукову картину еволюції зернопереробних знарядь у світовому контексті розвитку людського суспільства; запропоновано періодизацію історії знарядь та машин для подрібнення зерна; проаналізовано становлення і розвиток систем приводу зернопереробних машин; систематизовано хронологію розвитку зернопереробних засобів і хронологію приводних систем у зернопереробних машинах; висвітлено еволюцію становлення в Україні машин для подрібнення фуражного зерна в колективних та особистих господарствах;

удосконалено методологічний підхід до проведених досліджень формування і розвитку в Україні машинобудівної галузі з виробництва засобів подрібнення зерна тваринам;

набуло подальшого розвитку висвітлення внеску науковців, конструкторів та машинобудівників України в теорію і практику переробки кормового зерна.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що викладені в дисертаційній роботі положення дають можливість заповнити нішу в історії аграрної науки стосовно: виникнення переробки зерна, як процесу предметно-практичної діяльності людини; започаткування створення технічних знарядь і машин та систем енергетичних джерел їх приводу; становлення та розвитку машинобудівної галузі з виробництва зернопереробних машин в Україні; здобутків українських вчених і конструкторів у розробку науково-технічних основ реалізації проблеми. За результатами дисертаційного дослідження введено в науковий обіг раніше невідомі широкому загалу наукові джерела з історії розвитку зернопереробних машин. Результати дослідження прийняті для використання при обгрунтуванні напрямів розвитку технологій з підготовки концентрованих кормів, в розробках технічних аспектів вітчизняної дослідної справи у Національному науковому центрі „Інститут механізації та електрифікації сільського господарства”, при підготовці нових експозицій музею історії Новоград-Волинського заводу сільськогосподарських машин та у навчальному процесі Національного аграрного університету Кабінету Міністрів України.

Особистий внесок здобувача. Наукові результати і висновки, що викладені в дисертації і виносяться на захист, отримані автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Основні положення й висновки дисертаційної роботи оприлюднені на 5-й Всеукраїнській науково-практичній конференції “Український технічний музей: історія, досвід, перспективи” (м. Київ, 18–19 травня 2006 р.); Міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми енергозберігаючих технологій в АПК” (м. Київ, 22–23 червня 2006 р.); Всеукраїнській науково-практичній інтернет-конференції “Українська наука ХХІ ст.” (м. Київ, 22–24 червня 2006 р.); ІІ міжнародній науково-практичній конференції “Перспективи застосування технологій точного землеробства” (м. Київ, 28–29 вересня 2006 р.); ХІV Міжнародній науково-технічній конференції “Технічний прогрес у сільськогосподарському виробництві”, (смт. Глеваха, ННЦ “ІМЕСГ”, 10–13 жовтня 2006 р.); 5-ій Всеукраїнській конференції “Актуальні питання історії техніки” (м. Київ, 19–21 жовтня 2006 р.); науково-технічній конференції “Перспективи розвитку агропромислового комплексу в поліському регіоні України” (м. Ніжин, 30–31 січня 2007 р.); другій Всеукраїнській науково-практичній інтернет-конференції “Науковий потенціал України 2007” (м. Київ, 27–29 березня 2007 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Український технічний музей: історія, досвід, перспективи“ (м. Коростень, 16–19 травня 2007 р.);

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи знайшли своє відображення в 16 наукових публікаціях, з них 5 статей у фахових виданнях, затверджених ВАК України, 5 статей у збірниках матеріалів наукових конференцій, 3 інформації в комп’ютерній мережі Інтернет.

Структура дисертації відображає логіку наукового дослідження, що підпорядкована меті та завданням дослідження. Обсяг дисертації 194 сторінки. Вона складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел із 360 назв і трьох додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність обраної теми, визначено об’єкт і предмет дослідження, сформульовано його мету і завдання, розкрито наукову новизну і практичне значення роботи, наведено відомості про апробацію результатів дослідження.

У першому розділі “Стан наукової розробки проблеми і вибір напрямів дослідження” проаналізовано глибину наукової розробки проблеми, стан її джерельної бази, обґрунтовано й вибрано напрями дослідження.

У підрозділі 1.1 ”Історіографія проблеми” проаналізовано роботи попередніх дослідників з проблеми розвитку наукових і практичних основ переробки кормового зерна. Переробка кормового зерна знаходиться на стику декількох наукових напрямів біологічного та технічного профілю, тому при дослідженні її історії необхідно враховувати історіографію цих напрямів. Концепції щодо становлення процесів підготовки зернового корму відображені в дослідженнях В. Віко, Ю. Ліпса,. В.А. Шнірельмана1. Про наявність у творах мистецької давнини великого фактичного матеріалу з переробки зерна йдеться в працях Б.Л. Богаєвського, Д. Бернала, Н. Протасова2.

1 Шнирельман В.А. Происхождение скотоводства. – М.: Наука, 1980. – 332 с.

2 Богаевский Б.Л. Техника первобытно-коммунистического общества // Очерки истории техники докапиталистических формаций. – М., Л.: Изд. АН СССР,
1936. – С. 5–112; Протасов Н. Из истории животноводства // Московский агрономический журнал. –1937. – №3. – С. 86–88.

Окремі аспекти зберігання зерна на теренах України висвітлено в працях П.Д. Ліберова, В.В. Хвойка, А. Федоровського3. Перші опубліковані дані стосовно способів зберігання зерна та підготовки корму до згодовування тваринам дійшли до нас у вигляді комплексних зафіксованих пропозицій з ведення сільського господарства, поданих у творах вчених-аграріїв античного світу: М.Т.Варрона, М.Ю. Колумелли, М.П. Катона, С.Г. Плінія4. Дослідження концептуальних основ розвитку наукової думки про зародження технологій попередньої підготовки зернового корму перед згодовуванням тваринам викладено в працях О. Кельнера і К. Нерінга. Про важливість вивчення історії розвитку засобів механізації переробки кормового зерна, як однієї з ланок історії механіки та техніки, вказано в працях вчених істориків А.А. Зворикіна, Б.І. Іванова, С.В. Шухардіна5.

Статистичний та морфологічний опис технічних рішень, застосованих у стародавніх зернопереробних знаряддях, знайшов відображення в опублікованих статтях дослідників історії техніки: Д.Д. Арцибашева, Б.Л. Богаєвського, В.Ф. Горленко, П.Д. Ліберова6.

Серед інших, важливими є публікації, що стосуються досліджень технічних знарядь, виявлених на території України в Середньому та Нижньому Подніпров’ї, басейнах річок Сейму, Сули, Ворскли, Псла, в Побужжі та Придністров’ї (Бєлан Н.Г. Довженюк В.І., Павловський І.Ф.)7. Питанням виникнення та еволюції вітряних і водяних млинів з найдавніших часів до початку ХІХ ст. присвячені фундаментальні дослідження Н.А. Пономарева8. Теоретичні питання вибору параметрів вітряних млинів знайшли відображення в праці Л. Ейлера “Про найбільш вірогідні конструкції вітряних млинів” за 1758 р. Велику дослідницьку цінність з історії використання водяних млинів для

3 Либеров П.Д. К истории земледелия у скифских племен Поднепровья эпохи раннего железа в VI-II веках до н.э. // Материалы по истории земледелия СССР. – М.: Изд. АН СССР, 1952. – Т. 1. – С. 86–95; Хвойко В.В. Древние обитатели Среднего Приднепровья и их культура в доисторические времена. – К., 1913. – 107 с.

4 Катон, Варрон, Колумелла, Плиний.– М.,Л.: Огиз-Сельхозгиз, 1937. –351 с.

5 Зворыкин А.А., Осьмова Н.И. История техники. – М.: Изд. АН СССР, 1962. – 771 с; Шухардин С.В. Основы истории техники. Опыт разработки теоретических и методологических проблем. –М.: Изд. АН СССР, 1961. – 278 с.

6 Горленко В.Ф., Бойко І.Д., Куницький О.С. Народна землеробська техніка українців: Монографія. – К.: Наук. думка, 1971. –163 с.

7 Бєлан Н.Г. До історії мисливства і тваринництва у племен Правобережної України у І тисячолітті н.е. // Археологія. – 1977.– Вип. 24. – С. 29–37.

8 Пономарев Н.А. О времени и месте появления первых ветряных мельниц / История машиностроения. – М.: Изд. АН СССР, 1960. – Т. 29. – С. 352–374; Пономарев Н.А. О времени, месте появления и устройстве первых водяных мельниц / История машиностроения и транспорта. – М.: Изд. АН СССР , 1956. – Т.13. – С. 102–122.

переробки зерна в Україні становлять матеріали В.Ф. Горленко,
І.Ф. Павловського та О.М. Жама9.На початку ХХ ст. з’явились фундаментальні праці П.Ф. Сушкова та П.Ф. Фабриканта 10 з дослідження машин, механізмів і робочих органів машин для переробки фуражного зерна. В середині ХХ ст. були опубліковані результати досліджень, виконані С.В. Мельниковим та учнями його школи11. Пізніше, протягом 1965-1990 рр. був виконаний ряд робіт, що стосувалися створення машин та машинних агрегатів для переробки кормового зерна. Серед них доцільно відмітити праці: І.І. Ревенко, М.І. Кліменко, О.М. Пилипенко, В.Ф. Журавля12.

Джерельною базою дослідження є документи архівних закладів України, спеціалізованих інститутів, конструкторських бюро і заводів сільськогосподарського машинобудування.; опубліковані статті та рукописи з історії розвитку і будови техніки для переробки зерна; музейні експонати і матеріали; запатентовані технічні рішення, що відносяться до зернопереробки; технічна та нормативна документація.

У другому розділі “Методологічні аспекти та теоретичні передумови дослідження історії процесу переробки зерна” висвітлено основні етапи історії зародження, формування і розвитку процесу та засобів переробки зерна у світовому контексті, наведено наукове узагальнення методології історичних досліджень, подано теоретичні положення проблеми та обґрунтовано періодизацію історії переробки кормового зерна.

9 Павловский И.Ф. Статистические данные о Полтавской губернии сто лет назад. – Полтава, 1905. – C. 90–102; Жам О.М. Млинарська техніка: історія, досвід, перспективи //Актуальні питання історії техніки: Матеріали 2-ї Всеукраїнської науково-практичної конференції (23-24 листопада 2003 р.). – К.: ДПМ НТУУ “КПІ”, 2003.– С. 102 – 104.

10 Сушков П.Ф. Кормодробилки // Теория, конструирование и производство сельскохозяйственных машин. – М.,Л.: Сельхозгиз, 1936. – Т. 4. – С. 463–474; Фабрикант П.Ф. Кормодробилки // Теория, конструирование и производство сельскохозяйственных машин.– М.,Л.: Сельхозгиз, 1936. – Т. 4 – С. 445– 461.

11 Мельников С.В. Экспериментальные основы теории процесса измельчения кормов на фермах молотковыми дробилками: Диссертация д.т.н. № 410. (Рукопись) –Л.: ЛСХИ. 1969. – 487 c.

12 Ревенко И.И. Интенсификация процесса переработки кормов молотковыми измельчителями: Автореф. дис…. д-ра. техн. наук: 05.410 / УНИИМЭСХ. –К., 1991. – 38 c.; Клименко Н.И. Исследование основных параметров молотковой дробилки с внутренним вентилятором для измельчения зерновых кормов: Автореф. дис…. канд. техн. наук: 05.410. / УСХА. – К., 1972. – 21 c.; Пилипенко О.М. Особенности разработки конструкций измельчителей и дробилок кормов. / Актуальные вопросы разработки типажа измельчителей и дробилок для кормоприготовления. –К.: ВНИИживмаш, 1987. – С. 10–12.; Журавель В.Ф. Изыскание технологического процесса измельчения фуражного зерна дробилкой открытого типа: Автореф. дис…. канд. техн. наук: 05.410. / УСХА. – К., 1981. – 23 c.

У підрозділі 2.1 “Концептуальні основи розвитку наукової думки про процес підготовки зерна до згодовування тваринам” досліджуваний процес переробки зерна подається в історичному викладенні, як проміжна ланка між його одержанням і використанням. Вивчення історії генезису відтворювального виробництва і становлення засобів переробки зерна, як одного із предметів практичної діяльності людини, показало, що зернопереробні знаряддя з’явилися в глибоку давнину і є сполучною ланкою між зерновим господарством і тваринництвом. Формування хронології становлення процесу переробки зерна тваринам пов’язане із становленням триланкової системи господарювання “землеробство – людина – тваринництво”. Осіле землеробство значною мірою базувалось на виробництві зерна, а скотарство, в наступні періоди після доместикації тварин, вимагало створення запасів цього зерна і запровадження технологічних та технічних рішень з його підготовки до згодовування.

У підрозділі 2.2 “Проблеми методології дослідження” обґрунтовано комплекс методів і принципів, які забезпечують об’єктивний історико-науковий аналіз еволюції переробки кормового зерна для тварин. До обґрунтованого комплексу методологічних підходів з вивчення переробки кормового зерна включено наступні методи: історико-генетичний, історико-порівняльний, системного аналізу, проблемно-хронологічний, ретроспективний, періодизації, а також принципи: історизму, об’єктивності та всебічності пізнання. При дослідженні процесів, пов’язаних з переробкою кормового зерна, їх сутність, взаємозв’язок і закономірності історичного розвитку визначаються шляхом проведення аналізу і синтезу, індукції і дедукції, аналізом форм суспільної свідомості та матеріальною практикою виробництва. Еволюцію засобів переробки зерна, як таку, що пов’язана з розвитком суспільства і має свою внутрішню закономірність та специфіку, в хронологічному плані висвітлено за окремими складовими загального історичного розвитку з властивими певним періодам специфічними технічними рішеннями і виробничими відносинами у суспільстві.

У підрозділі 2.3 “Теоретичні питання історії розвитку наукових поглядів на процеси переробки зерна” з’ясовано, що історико-наукове дослідження процесів, пов’язаних з підготовкою зерна до згодовування тваринам, повинно виходити з представлення об’єкту дослідження як складної багаторівневої динамічної системи, яка має ієрархічну структуру. Цій умові найбільш відповідає змішана біотехнічна система “людина – машина – сировина - тварина – середовище”. Функціонування зазначеної системи полягає у виконанні ряду операцій над сировиною (зерновим кормом), а її ефективність досягається за рахунок найбільш економічного, якісного й інтенсивного перетворення сировини у тваринницьку продукцію. Всі підсистеми мають також технічні детерміновані ланки. Це машини, як засоби праці, і матеріали, як предмети праці. У підсистемі першого рівня значний вплив має застосована машинна технологія, структура та відповідність технічних рішень, закладених у машині, пристосованість до організації експлуатації та обслуговування. Підсистема другого рівня, в загальному плані, відображає структуру і зв’язки всередині окремих технологій, склад та характер робочих операцій, сукупність процесів і технічних засобів, що охоплюють склад технологічних ліній підготовки зерна до згодовування. Підсистема третього рівня розглядається як структурне і технологічне поєднання взаємодії і структурних зв’язків між біологічними і технічними ланками, зокрема інженерними спорудами та комунікаціями, виведенням відходів виробництва і їх утилізації. Підсистема четвертого рівня відображає субелементні зв’язки, які характеризують внутрішню структуру непрямих, побічних елементів, що беруть участь у процесі підготовки зернового корму. Сюди відносяться фізико-механічні характеристики зернової сировини, якісні та експлуатаційні показники проміжних і кінцевих продуктів, а також властивості матеріалів, закладених у конструкції машин технологічної лінії підготовки корму.

При формалізації дослідження технічних засобів переробки в сукупності з зерновим матеріалом можна скористатися класичними прийомами землеробської механіки із застосуванням рівнянь динаміки у формі Аппеля. Запропонованою математичною моделлю можна описати функціональні зв’язки в системах, що закладені у простих засобах механізації, машинах і машинних комплексах, які знаходяться на історично різних рівнях технічних рішень з підготовки фуражного зерна до згодовування тваринам.

Досліджено зміну форм розподілу функцій між людиною і машиною на конкретних стадіях способу виробництва при виконанні робіт з підготовки зернового корму до згодовування тваринам. В історичній послідовності перший крок стосувався передачі машині енергетичних функцій, зокрема застосування водяних і вітряних млинів. Другий крок – це формування в зернопереробній машині такого рівня виконання технологічних процесів, коли машині передаються виробничі навички, вміння та кваліфікація оператора, наприклад, замість окремої зернодробарки створювалась потокова технологічна лінія переробки зерна. Третій крок полягав у передачі машині функцій контролю за тими чи іншими технологічними процесами приготування кормів, тобто доповнення машин системами автоматизованого контролю. Четвертий крок – виконання машиною ряду логічних функцій, наприклад, вибір оптимального складу і режимів приготування кормосумішей із застосуванням комп’ютерних технологій.

На основі комплексного критерію технологічних і технічних принципів, що запроваджені в знаряддя та машини, виділено наступні чотири періоди історико-наукового розвитку досліджуваного питання: ранній період розвитку; період широкого застосування природних джерел енергії та тяглової сили тварин для приводу обладнання з переробки зерна; класичний період розвитку теорії і практики переробки зерна; сучасний період появи й утвердження нових технологій підготовки зерна і запровадження технологій застосування зерна в складі комбікормових сумішей.

У третьому розділі “Розвиток наукової думки про переробні знаряддя та вимоги до якості зернового корму у світовому контексті” наведено результати досліджень цього напряму історико-наукових та історико-технічних знань з найдавніших часів до початку ХХ ст.

У підрозділі 3.1 “Дослідження історико-технічного процесу формування конструкцій стародавніх переробних знарядь” відзначається, що історичний процес подрібнення зерна пройшов тривалий і складний шлях розвитку, починаючи від простих, віками вивірених технічних рішень, до складних машин і потокових технологічних ліній. Перші елементарні знаряддя для переробки зерна виникли в різних регіонах людської цивілізації, мали здебільшого спільні риси, а в подальшому розвивалися завдяки накопиченню досвіду й обміну інформацією при розширенні взаємозв’язків між людьми. Стародавні знаряддя та машини для подрібнення зерна систематизовані в даному підрозділі відповідно до встановлених історичних дат за хронологічним порядком їх виникнення починаючи з VI ст. до н.е. Пристрої з переробки зерна відносяться до перших знарядь, якими наші пращури відвойовували в природи своє право на існування. Створення цих знарядь відбувалось на основі копіювання предметних явищ природи (руйнування стисненням, ударом, розтиранням). З часом змінювались лише параметричні характеристики цих знарядь праці. Одним з найбільш простих за формою знарядь і поширених була кам’яна зернотерка. Її поява відмічається в ранньому Трипіллі і в епоху бронзи. Збереглися зернотерки і в епоху раннього заліза, до елліністичного часу, коли на зміну їм приходять ручні жорна з коливним рухом верхнього каменя. У IV ст. до н.е. в античному світі винаходять двоконусні жорна, які приводяться в дію мускульною силою людей або тварин.

В подальший період відбулось оформлення рухомого каменю у вигляді круга. Так у І-ІІ ст. н.е. на Середньому Дніпрі та Верхньому Дністрі з’являються поодинокі ротаційні жорна. Перехід до колового руху дозволяв створювати стабільну величину крутного моменту, зменшити енергозатрати і тому відбулося подальше полегшення праці. Ручні жорна в період середньовіччя застосовувались на теренах нинішньої України. В археологічних пам’ятках VIII-Х ст. роменсько-борщівської культури відображені варіанти виконання ротаційних жорен із змінним зазором між поставами, з кращим заповненням зони помелу та виведенням подрібненого продукту. У водяних і вітряних млинах застосовувались горизонтальні кам’яні жорнові постави з центральною подачею зерна. Підвищення рівня знань щодо якісної відмінності продуктів зернопереробки для харчових та кормових цілей, а також необхідність збільшення продуктивності машин, привели в другій половині ХІХ ст. до започаткування створення і розвитку спеціалізованих машин, призначених для переробки лише кормового зерна. Перші зразки машин були розроблені в Німеччині, Англії та Франції, де культура тваринницької галузі була на вищому рівні, а також краще розвинуте технологічне та енергетичне машинобудування. Конструктивні рішення подрібнювачів кормового зерна здійснювались у вигляді вальцевих плющилок, вальцедекових дробарок, дискових ножових дробарок вертикального та горизонтального типів. В Україні в кінці ХІХ ст. машини вказаних типів виготовлялись в Одесі, Єлизаветграді, Херсоні, Бердянську, Харкові та на деяких інших заводах. У тодішній Російській імперії саме Україна на рубежі ХХ ст. була центром виробництва техніки зернопереробки для тваринництва. На початку ХХ ст. до вказаної групи зерноподрібнювачів долучились молоткові дробарки, які, на відміну від машин інших принципів дії, мають кращі показники з енергонасиченості, швидкохідності, пропускної здатності, а основне – з надійності та довговічності. Тому в наступні роки основна увага закордонних та вітчизняних науковців і конструкторів приділялася створенню молоткових дробарок.

У підрозділі 3.2 “Еволюція систем приводу зернопереробних машин” аналізуються історичні факти, пов’язані з розвитком джерел енергії, як тяглової сили зернопереробних знарядь, починаючи від живих двигунів (людини та тварини). На основі проведеного аналізу історико-технічних матеріалів запропоновано систематизацію основних стадій застосування стародавніх енергетичних засобів та їх характерних ознак. Першим, за хронологією періодів розвитку суспільства, джерелом енергії для приводу зернопереробних знарядь була біоенергія мускульної сили людини.

Про застосування сили тварин як приводу знарядь праці теж було відомо з глибокої давнини. Щодо застосування цього виду приводу зернопереробних знарядь, то спочатку було приєднання коня або віслюка безпосередньо до приводної рукоятки рухомого постава, а дещо пізніше використовувався ступальний привод з вертикальним колесом чи похилою площадкою (“топчаком”). У XVII-XVIІІ ст. широкого поширення набувають системи кінного приводу з рухом тварини по колу навколо центрального вертикального валу, від якого через механізм приводу оберталися жорна. Другим етапом використання енергії для приводу було використання механічної енергії неживої природи. Установлено, що перші водяні та вітрові пристрої застосовувались для помелу зерна. Саме виникнення водяного зернового млина знаменує собою появу першої технологічної машини, переходу на машинний принцип виробництва. Третім етапам стало використання теплових двигунів. Перший паровий млин був побудований у 1760 р. в Англії. В Росії перший паровий млин був споруджений у 1818 р. В Україні парові млини стали відомі з другої половини ХІХ ст., коли розпочалося їх широке запровадження. У кінці ХІХ ст. відбувається перехід на застосування в млинах, особливо невеликих розмірів, двигунів внутрішнього згоряння, а вже в першій половині ХХ ст. з’являється і набуває домінуючого використання електричний привод зернопереробних машин.

У підрозділі 3.3 “Дослідження еволюції зберігання та використання зерна” наведені дані про способи зберігання зерна, будову та характеристики зерносховищ, починаючи від Трипільської доби та раннього слов’янства. Подаються дані про динаміку збільшення поголів’я тварин та обсяги виробництва зерна в Україні.

У підрозділі 3.4 “Історія формування наукових поглядів про вплив якісних показників зернового продукту на ефективність згодовування тваринам” зазначається, що з часів, відколи годівля тварин набула ознак організованих, контрольованих і регульованих дій з підготовки та видачі корму тваринам, людина усвідомлювала існування впливу якісних показників зернового продукту на ефективність згодовування тваринам і намагалась осягнути закономірності цього зв’язку.

Вивчення фізіологічних функцій організму тварин щодо засвоєння поживних речовин корму, протікання процесів життєзабезпечення та утворення тваринницької продукції дозволяє встановити функціональний зв’язок між показниками якості переробленого кормового зерна та показниками виходу тваринницької продукції при мінімальних затратах кормів, праці та часу.

У четвертому розділі “Аналіз історико-наукового та історико-технічного генезису переробки кормового зерна в Україні в ХХ ст.” проаналізовано віковий шлях еволюції науково-технічних знань з переробки кормового зерна, створення конструкцій машин і їх виробництва, тенденцій розвитку нових ресурсозберігаючих технологій.

У підрозділі 4.1 “Формування і розвиток напряму машинобудівної галузі з виробництва засобів переробки зерна тваринам” простежено поетапний шлях започаткування та розвитку машинобудування з виробництва засобів переробки зерна для тварин. Хронологічний аналіз його розвитку показує, що з середини ХХ ст. центр розробки, випуску та випробувань засобів механізації з підготовки зерна до згодовування тваринам був зосереджений в Україні. За продуктивністю перші зразки машин та обладнання відповідали умовам використання на середніх за розмірами тваринницьких фермах, створювалися також технічні засоби для великих ферм і комплексів. Починаючи з 1983 р. набуло стрімкого розвитку виробництво зернопереробних машин для малих та особистих підсобних господарств.

У підрозділі 4.2 “Еволюція процесу створення машин з подрібнення фуражного зерна на фермах” показано, що протягом ХХ ст. розробки в кожному з напрямів підвищення технічного рівня подрібнювачів зерна відбувалися в розрізі окремих періодів. У першій половині минулого століття здійснювалися пошук і наукове обґрунтування раціональних способів та технічних рішень енергонасичених подрібнювачів. У 60-70-х роках основна увага була зосереджена на створенні високопродуктивних спеціалізованих і комбінованих машин з багатодвигуновим електроприводом, підвищеною динамічною та технологічною надійністю. У 80-90-і роки приділялася значна увага розробці типорозмірних рядів подрібнювачів і їх блочно-модульному виконанню, системам автоматичного регулювання і управління технологічним процесом, а також зменшенню питомих затрат праці, матеріалів та енергії під час переробки зерна, одержання продукту з якісними характеристиками, що відповідають зоотехнічним вимогам. За останні роки основні розробки стосуються створення подрібнювачів із системами утилізації супутніх енергопотоків та застосування ресурсозберігаючих принципів проектування машин і технологій. Провідним заводом з випуску зернопереробних машин в Україні був Новоград-Волинський завод сільськогосподарських машин.

У підрозділі 4.3 “Розробка і виробництво засобів подрібнення зерна в особистих підсобних господарствах” показано, що починаючи з 80-х років виникла потреба створення та виробництва машин з переробки зерна малої продуктивності для механізації особистих підсобних господарств. Стосовно задоволення потреб споживачів простежується домінуючий розвиток двох напрямів створення машин: малопродуктивного ряду – 400-1000 кг/год та мікропродуктивного – 100-300 кг/год.

У підрозділі 4.4 “Становлення та розвиток наукових поглядів на створення комбікормових агрегатів” зазначається, що запропонована зоотехнічною та економічною наукою доцільність переходу на виробництво комбікормів безпосередньо в господарствах була реалізована в Україні шляхом створення комбікормових агрегатів для ферм. Перші зразки агрегатів були створені в 60-і роки. У 70-і роки розроблено серію комбікормових агрегатів типу “ОКЦ”, за допомогою яких вже в наступні роки виготовлялось більше половини комбікормів. Починаючи з 1990 р. спостерігається масова розробка та випуск різних варіантів конструкцій комбікормових агрегатів. Вони виготовляються заводами Харкова, Києва, Новоград-Волинська, Умані, Хоролу, Миргорода, Дніпропетровська, Могилів-Подільська та інших міст України.

У підрозділі 4.5 “Внесок українських вчених та конструкторів в теорію і практику переробки кормового зерна” розглядається система накопичених в Україні протягом ХХ ст. наукових і технічних знань, що стосуються переробки кормового зерна, організації кооперування робіт учених та конструкторів, управління науковою діяльністю, розкриваються в хронологічному порядку події щодо розвитку галузевої науки і виробництва, подаються особистості українських науковців та інженерів, перераховуються напрями їхньої діяльності та вагомість одержаних результатів. Розвитку наукових і технічних основ із створення в Україні засобів переробки зерна передували розробки В.Л. Кірпічова, К.Г. Шіндлера та Д.Д. Арцибашева. Протягом ХХ ст. відбулися глибокі перетворення зернопереробної техніки шляхом поступового накопичення більш досконалих елементів наукових та технічних знань, їх цілеспрямованої трансформації в конструкторські рішення, ведення виробництва з постійним вдосконаленням техніки відповідно до змінюваних умов її застосування та досягнень у суміжних галузях знань. Період другої половини ХХ ст. характеризується створенням потужної наукової, конструкторської та машинобудівної галузі, яка виготовляла й поставляла зернопереробну техніку не лише для України, але і для всього СРСР. В Україні створилось неформальне поєднання наукових центрів з виробництва машин для переробки кормового зерна. Найбільше коло питань, пов’язаних з науково-дослідними і конструкторськими роботами щодо створення машин та агрегатів для підготовки зернових кормів до згодовування тваринам, виконувалось у ВНДІтвмаш (Київ) як спеціалізованій науково-технічній установі з розробки машин для тваринництва. Крім того, роботи по створенню машин для підготовки зернового корму тваринам проводились в УСГА, УНДІМЕСГ, ЦНДПТІМЕТ (Запоріжжя) та Новоград-Волинському заводі сільськогосподарських машин.

У підрозділі 4.6 “Тенденції та чинники застосування нових технологій переробки зерна” cформульовано функціональний зв’язок і відображення елементів минулого в сучасному та в тенденціях розвитку перспективних механізованих технологій зберігання зерна і зернопереробних потокових ліній. Використовуючи сучасні досягнення науки і техніки з’явилась можливість переглянути технологічні прийоми зберігання та переробки кормового зерна, які, зважаючи на ступінь недостатнього розвитку суспільства, не набули в минулому широкого впровадження та частково були забуті.

ВИСНОВКИ

1. Комплексний аналіз стану і глибини проблеми дослідження дозволив виявити основні закономірності та тенденції формування наукових ідей про еволюцію машин для переробки зерна, що дало змогу обґрунтувати напрями дослідження щодо розробки методологічних і теоретичних питань вивчення розвитку наукової думки про зернопереробні знаряддя, аналізу генезису засобів механізації для переробки кормового зерна на теренах України, визначення внеску українських вчених і конструкторів у накопичення знань та практичного досвіду із зернопереробки.

2. Вивчення історії генезису відтворювального виробництва і становлення засобів переробки зерна, як одного із предметів практичної діяльності людини, показало, що зернопереробні знаряддя з’явилися в глибоку давнину і є сполучною ланкою між зерновим господарством і тваринництвом.

3. Сформульовано структурну схему накопичення і використання технічних знань стосовно створення зернопереробних машин – джерелами накопичення знань є дослідження властивостей зернової сировини, вивчення і відбір фізичних явищ для застосування в машинах, пошуки конструкційних матеріалів. Початкові технічні знання використовуються для розробки заводської оснастки, а також для виконання дослідницької діяльності з наступним проведенням проектно-конструкторських робіт і подальшою перевіркою відповідності технічних і функціональних ознак та виготовлення зернопереробної техніки. Виробнича експлуатація машин, крім одержання готової кормової продукції, дозволяє також розвивати трудові професійні навички та накопичувати інформацію для подальшого вдосконалення кормопереробної техніки.

4. Встановлено, що процеси, пов’язані з підготовкою зерна до згодовування тваринам, можуть бути представлені як багаторівнева динамічна система, що має ієрархічну структуру і враховує закон діалектичної єдності матеріального світу та вчення про взаємодію і взаємообумовленість всіх явищ в природі та суспільстві. Це представлено як біотехнічна система “людина – машина – зерновий матеріал – тварина – середовище”, яка складається з ряду підсистем розташованих на різних рівнях. Функціонування системи в цілому полягає у виконанні ряду операцій із зерновим кормом, а її ефективність досягається за рахунок економічного, якісного та інтенсивного перетворення зерна у тваринницьку продукцію.

5. Розроблено періодизацію історико-наукових знань з технології та техніки переробки зерна, яка включає наступні чотири періоди: ранній період, який характеризується формуванням загальної схеми зернопереробних пристроїв на елементарному рівні з застосуванням біологічної енергії та охоплює проміжок часу від VI ст. до н.е. по ІХ ст. н.е.; період застосування джерел енергії неживої природи, підвищення продуктивності машин і зменшення затрат праці, який тривав з Х ст. до ХІХ ст.; класичний період розвитку теорії і практики переробки зерна, який відбувався на фоні бурхливого розвитку фундаментальних і прикладних наук біологічного та технічного напрямів, розпочався в кінці ХІХ ст. і був домінуючим до 60-х років ХХ ст.; сучасний період утвердження нових комплексних технологій переробки зерна і виробництва комбікормових сумішей, застосування інтенсивних методів ведення тваринництва з раціональним використанням зернових кормів, який охоплює період від 60-х років ХХ ст. і триває до цього часу. Періодизація еволюції знань із зернопереробки сприяє розумінню перебігу подій розвитку наукової думки в цій галузі.

6. Висвітлено основні закономірності та напрями еволюції технічних рішень, відображених у винаходах та удосконаленнях конструкцій і технологій засобів з переробки зерна, на ставлення і розвиток яких впливали: стан тваринницької галузі та рівень вивчення процесів годівлі тварин; природо-кліматичні умови і забезпеченість енергоносіями в розрізі окремих регіонів; рівень розвитку продуктивних сил, виробничих відносин, аграрної і технічної політики держав; досягнення в суміжних науках біологічного та технічного напрямів; забезпеченість науковою та інформаційною базою і виробничими потужностями галузі механізації підготовки кормів до згодовування тваринам.

7. Розкрито історико-наукову картину еволюції джерел енергії та систем приводу зернопереробних знарядь і машин у світовому контексті з найдавніших часів до ХХ ст. За цей історичний період суспільство пройшло шлях від використання біологічної енергії ( мускульної енергії людини, а пізніше тварини) через використання механічної енергії неживої природи (водяні та вітряні млини) до застосування енергії пари, двигунів внутрішнього згорання і електроприводу. Наголошується на особливостях конструктивних рішень енергетичних пристроїв зернопереробних машин, які використовувались в Україні та обсяги їх використання.

8. Установлено, що, зважаючи на вплив зовнішніх обставин в минулому столітті, в Україні чітко окреслились три періоди стану галузевої науки з переробки кормового зерна. Перший період (до 1917 р.) – це становлення власної наукової та машинобудівної бази. Другий (до середини століття) – це майже повна відсутність на території України власних наукових і проектних робіт з цього напряму та використання результатів розробок, проведених у Росії. Третій період (друга половина ХХ ст.) – це відновлення випуску кормопереробних машин, створення потужної наукової, конструкторської та машинобудівної галузі.

9. Аналіз умов здійснення наукових і технічних досліджень, кооперування зусилля вчених та конструкторів, управління науковою діяльністю та впровадженням результатів досліджень, дозволяє констатувати, що в Україні відбулося неформальне поєднання наукових центрів із створення машин для переробки кормового зерна, яке включало такі організації як УСГА, ВНДІтвмаш, УНДІМЕСГ (Київ), ЦНДПТІМЕТ (Запоріжжя) та Новоград-Волинський завод сільськогосподарських машин. Взаємозв’язок вказаних центрів базувався на співдружності вчених, відпрацьованій системі неформальних контактів і процедур взаємного обміну інформацією, визнанням положень щодо розподілу престижу між окремими вченими, науковими проектами і одержаними результатами. Значний внесок зробили вчені УСГА (нині НАУ): акад. П.М. Василенко (створення теоретичних передумов для розробки проблем сільськогосподарської техніки); проф. І.І. Ревенко (дослідження параметрів і режимів роботи молоткових дробарок); професор А.І. Бойко та доцент А.В.