Післязбиральна обробка зерна
Очищення зерна
Завдання для очищення зерна .
Прибране зерно підлягає очищенню. Це правило знає кожен працівник сільського господарства.
Прибраний зерновий ворох містить не тільки зерна основної культури, але і деяку кількість смітної та зернової домішок, які погіршують якість зерна, що негативно впливають на його збереження. Згідно стандарту до Зернової домішки відносять биті, щуплі, роздавлені, проросле, ушкоджене, недостиглі і поїджені шкідниками зерна. До Смітної домішки відносять мінеральна домішка (пісок, грудочки землі, галька, шлак та ін) і органічна домішка (частинки стебел, листя, ості, стрижні колосків, полова), рештки шкідників, насіння дикорослих рослин (бур'янів). Спеціально виділяється ще Шкідлива домішка, яка являє собою небезпеку для здоров'я людини і тварин (склероції ріжків, насіння горчака, полова та інших отруйних рослин), а також фузаріозне і зіпсоване зерно від коричневого до чорного кольору.
Вміст домішок у зерновій масі нормується стандартом. Якщо кількість домішок перевищує норму, зерно можна використовувати за цільовим призначенням, при продажу такого зерна виробляються знижки з маси та стягується плата за очищення. Але навіть зерно середньої чистоти, в якому вміст домішок не перевищує встановлених стандартом норм, також слід очищати. Це сприяє суттєвому зниженню фізіологічної активності зернової маси, так як саме домішки містять підвищену кількість мікроорганізмів і мають, як правило, вологість вище, ніж зерно основної культури.
Таким чином, під Очищенням розуміють технологічну операцію по видаленню з зернової маси домішок. Очищення зібраного зерна починають ще в комбайні, має ворохоочистительное пристрій. При правильних регулюванні зернозбиральної техніки на чистих, не засмічених полях технологічно можливе максимальне видалення з зернової маси легкої органічної домішки (полови, соломистых частинок) і зниження до мінімуму змісту дроблених, битих зерен. Якщо ж поля засмічені, видалити зерна насіння бур'янів при збиранні не представляється можливим. Для видалення всіх видів домішок зерно очищають у зерноочисних машинах в процесі післязбиральної обробки.
В результаті очищення підвищується якість і збереження зерна основної культури, а також забезпечується більш висока його придатність використання на харчові, технічні, насіннєві, фуражні цілі. При очищенні видаленню підлягають не тільки всі сторонні компоненти, але і деяка частина зерна основної культури, яка не відповідає встановленим вимогам до якості і відноситься до зернової чи смітної домішки. Це зіпсовані зерна, пошкоджені шкідниками, недорозвинені, щуплі, подрібнені, роздавлені. На жаль, при цьому не виключені деякі втрати повноцінного зерна, яке потрапляє у відходи.
Очищають зерно і насіння, розділяючи вихідну зернову суміш на більш однорідні частини – Фракції, що відрізняються за якістю від вихідного продукту і інших частин зернової маси. Найчастіше при очищенні зерна виділяють такі фракції: повноцінне продовольче або насіннєве зерно (перший сорт); дрібне і щупле фуражне зерно (другий сорт); великі і легкі домішки; дрібні відходи.
Процес розділення зернової суміші на фракції називають Сепаруванням, для цього використовуються машини – сепаратори.
Сепаратори умовно можна розділити на прості і складні. Прості сепаратори своїми робочими органами поділяють зернову суміш на дві фракції по одному визначальному ознакою. До таких робочих органів відносять друшляк (сито), триерный циліндр, повітряний канал і ін. Складні сепаратори об'єднують в одній машині кілька простих сепараторів, які поділяють зернову суміш за різними ознаками на три і більш фракції. Робочий процес вони можуть виконувати послідовно, паралельно або комбіновано. Більшість зерноочисних машин сільськогосподарського типу є складними сепараторами, наприклад, зерноочисний агрегат ЗАВ.
Вихідну зернову суміш сепарують за різними геометричними та фізичними ознаками і властивостями компонентів суміші. Завдання очищення зерна від домішок зводиться до виявлення відмінностей у властивостях зерен і домішок і знаходження кращого технологічного прийому їх поділу. Ознаки, які забезпечують прийнятний рівень поділу вихідної суміші на компоненти або фракції, називають Ознаками подільності. До них відносяться аеродинамічні властивості (парусність), розміри, щільність, стан поверхні зерна і домішок.
Процес сепарування характеризується наступними обов'язковими умовами. Зернова суміш повинна мати віддільні на даному робочому органі компоненти. Колективна зернова суміш повинна безперервно розпушуватися і перемішуватися, щоб зерновий шар, який межує з поверхнею поділу, наприклад, з решетом, постійно оновлювався. Це перша підготовча стадія процесу поділу. На другий, заключній, стадії відбувається відокремлення цих частинок і видалення їх з робочої зони, наприклад, зерна з меншим розміром, ніж отвори решета, провалюються через нього, а великі частинки йдуть сходом.
Обов'язкова вимога технологічно правильного процесу сепарування полягає в тому, що одна з одержуваних в результаті поділу фракцій повинна мати більш високу якість, ніж вихідна зернова суміш. Чим вища однорідність виділених при очищенні фракцій і їх чистота, тим вище ефект очищення.
Показником Технологічного ефекту очищення зерна є процентне відношення кількості отделимых домішок, що містяться у відходах, до кількості отделимых домішок, що містяться в неочищеному зерні. Віддільними домішками є такі їх види, які не можна видалити з зернової маси в потоці повітря, на решетах і на пористих поверхнях (в триерах), тобто при традиційних способах очищення на агрегаті ЗАВ. Домішки, які не вдається виділити з вихідної зернової суміші при такій обов'язковій очистці, вважаються трудноотделимыми. Для їх видалення із зерна застосовуються спеціальні види очищення.
Мінімальний норматив технологічної ефективності очищення зерна в повітряно-решітних машинах дорівнює 60 %. Це означає, що не менше 60 % отделимых домішок після очищення повинні перейти у відходи. Допустима норма втрат основного зерна у відходи при первинній очищення не повинна перевищувати 1,5 %.
Етапи і технологія очищення зерна.
Вся складна ланцюжок технологічних операцій очищення зерна і насіння за своїм цільовим призначенням і застосовуваних технічних засобів поділяється на такі основні етапи: Попередня очистка свежеубранного зернового вороху, Первинна Очистка, Вторинна Очистка і сортування.
Попереднє очищення вороху зерна.
Це допоміжна операція з очищення зерна, її проводять для створення сприятливих умов при виконанні наступних технологічних операцій післязбиральної обробки зерна, головним чином, його сушіння. Для цього в найпростіших повітряно-решітних машинах (ворохоочистителях) з зернового вороху виділяють великі (іноді дрібні) домішки, що підвищує сипкість зернової маси і полегшує пересування її в зерносушарці. Попереднє очищення вороху підвищує його стійкість до факторів псування, особливо розвитку процесу самозігрівання.
Машини попереднього очищення повинні виконувати очищення прибраного зернового вороху вологістю до 40 % з умістом смітної домішки до 20 %, в тому числі фракції соломистых домішок до 5 %. В процесі очищення повинно виділятися не менше 50 % смітної домішки, в тому числі практично вся соломистая домішка. В очищеному матеріалі зміст соломистых домішок частинок довжиною до 50 мм повинна бути не більше 0,2 %, а частинок довжиною більше 50 мм взагалі не повинно бути. Зміст повноцінних зерен у відходах не повинно перевищувати 0,05 % від маси зерна основної культури у вихідному матеріалі. У процесі попереднього очищення зерновий ворох розділяється на дві фракції: очищене зерно та відходи.
Попередня очистка найбільш ефективна тільки в тому випадку, якщо проводиться відразу ж при надходженні зерна від комбайна на тік. Затримка з очищенням навіть на одну ніч пов'язана з небезпекою зниження якості і виникнення процесу самозігрівання зерна. Крім того, при затримці з очищенням відбувається швидкий перерозподіл вологи між зерном і більш вологими домішками, в результаті чого зерно стає ще більш вологим, тобто відбувається погіршення його якості.
У складі зерноочисно-сушильних комплексів для післязбиральної обробки зерна операцію з попередньої очищення вороху в даний час зазвичай виконують стаціонарні машини ЗД-10.000 продуктивністю 20 т/год і машини МПО-50 продуктивністю 50 т/ч. В цих машинах легкі домішки видаляють повітряним потоком, великі – сходженням з решета. Їх серйозним технологічним недоліком є відсутність подсевного решета, в результаті чого дрібні бур'янисті домішки, як правило, більш вологі, ніж основне зерно, не виділяються і разом з зерном надходять на сушіння, знижуючи тим самим продуктивність сушильних агрегатів.
Самопередвижные ворохоочистители ОВП-20А і ОВС-25 позбавлені цього недоліку. Крім повітряної очистки вони мають решітні стани, на яких виділяють не тільки великі, але й дрібні домішки. Повітряно-очисна частина складається з каналу першої аспірації для видалення легких домішок перед надходженням вороху на решітні стани і повітроводи другий аспірації для отвеивания легких компонентів після решетной сепарації.
Попередня очищення зернового вороху обов'язкова при його високій вологості і засміченості. Вона зазвичай проводиться в північно-західних регіонах перед сушінням зерна. У господарствах південної зони, де зернова маса ранніх зернових культур в період збирання має вологість в межах критичної і невисоку засміченість, післязбиральну обробку зерна починають з первинного очищення.
Первинна очистка зерна та технологія її проведення.
Ця операція полягає в тому, щоб із зернової маси виділити можливо більшу кількість великих, дрібних і легких домішок при мінімальних втратах основного зерна. Матеріал сепарують по ширині, товщині і аеродинамічним властивостям в повітряно-решітних машинах, а також по довжині – в триерах. Зерно після обробки має відповідати за чистоту вимогам стандартів. Зернова маса, що надходить на первинну очистку, повинна мати вологість не вище 18 % і містити смітної домішки не більше 8 %.
Вихідний матеріал, тобто неочищена зернова маса, ділиться при первинному очищенні на чотири фракції: очищене зерно, фуражне зерно (дрібні і щуплі зерна основної культури), великі й легкі домішки і дрібні відходи. Навіть при самій ретельній регулювання робочих органів машини не вдається уникнути втрат основного зерна, яке потрапляє у відходи. Допустимі сумарні втрати основного зерна при очищенні у всі фракції відходу не повинні перевищувати 1,5 % від маси зерна основної культури у вихідному матеріалі. Після первинної очистки в зерновій масі вміст смітної домішки не повинно перевищувати 3 %. Якщо порівняти граничні норми вмісту смітної домішки у вихідному і кінцевому продукті, нескладно підрахувати, що технологічна ефективність виділення великих, дрібних і легких домішок при первинному очищенні зерна становить приблизно 60 %.
Первинне очищення зерна в даний час проводять у стаціонарних повітряно-решітних машинах ЗАВ-10, ЗВС-20, ЗВС-20А. Технологічна схема роботи зерноочисної машини ЗВС-20 продуктивністю 20 т/год наведена на рисунку 2.1. Машина має два паралельно працюючих решітних стану. До надходження на решітні стани з зернової маси в аспіраційних каналах видаляються легкі домішки і пил.
Розділення зернової суміші на легку і важку фракції в Потоці повітря, що рухається з певною швидкістю, зазвичай є самою першою технологічною операцією при очищенні свежеубранного зерна. Засноване воно на відмінностях компонентів Зернової маси по аеродинамічним властивостями. Нерідко цю технологічну операцію називають терміном «отвеивание», тобто відділення від зернової маси легких частинок потоком повітря.
Основний розпізнавальний ознака повітряного сепарування – Швидкість витання, або Критична швидкість частинок зернової суміші. Під цим терміном розуміють таку швидкість повітряного потоку, при якій частинки зернової суміші переходять у завислий стан – витають у повітрі. Якщо швидкість повітря перевищує швидкість витання даних частинок, вони виносяться за межі робочого каналу. При невисокій швидкості повітря частинки осідають вниз. Величина швидкості витання значно розрізняється у зерна і багатьох компонентів домішки, так як вони мають різну щільність і парусність. Так, швидкість витання більшості зерен хлібних злаків перебуває в межах 8-12 м/с. Із зернової маси отвеиванием легко виділяють компоненти, що мають малу швидкість витання: полову, частинки соломи, легкі насіння, щупле зерно і пил. Для цього в робочому каналі встановлюють швидкість повітряного потоку, близьку до швидкості витання оброблюваного зерна. Різні швидкості витання компонентів суміші є критерієм можливості їх поділу. Чим більше ці відмінності, тим краще може бути розділена суміш.
Легкі домішки
Вихідна суміш і зерно першого сорту
Великі лримееи
Дрібні домішки
Фуражне зерно (другий гатунок)
Повітряний потік
Рис. 2.1. Технологічна схема повітряно-решетной зерноочисної машини ЗВС-20 Б1 ‑ приймальне решето, Б2 – колосовое решето; В – подсевное решето, Р ‑ сортувальне сито.
З підвищенням швидкості повітря зростає ефективність видалення легких домішок, але одночасно збільшується і винесення повноцінного зерна у легку фракцію. Критерієм підбору швидкості повітряного потоку є допустимий вміст повноцінного зерна в аспіраційних относах, що містять легкі домішки. Для задовільного сортування необхідно забезпечити подачу повітря в межах 700-1100 м3/т.
В сепараторі ЗВС-20 легкі домішки виділяються разом з великими домішками. При очищенні зерна пшениці рекомендується встановлювати швидкість повітряного потоку 5,5-6,5 м/с.
Зернову суміш на РеШетах поділяють просіюванням тих її компонентів, які мають менші розміри, ніж отвори робочого органу. Просіювання є механічним способом сепарування, за допомогою якого можна розділити зернову масу на дві фракції за розміром зерен, головним чином, по їх ширині і товщині.
Сутність просіювання полягає в тому, що частинки, які за розмірами менше отворів решета, провалюються через них і утворюють проходовую фракцію, або прохід. Великі зерна, які не можуть пройти через отвори решета, залишаються на ньому і утворюють сходовую фракцію, або схід. Схід і прохід мають більш однорідний за розміром склад частинок, але значно відрізняються за якістю між собою і від вихідної зернової маси.
Решета являють собою плоскі сталеві листи з виштампуваними отворами певної форми і розміру. Решето характеризується двома основними параметрами: робочою розміром отворів і показником живого перерізу. Процентне відношення суми всіх отворів решета до загальної його корисної поверхні називають Живим перетином решета. Чим більше живе перетин, тим краще забезпечуються можливості для просіювання і вище продуктивність решіт.
Робочим розміром круглого отвору є його діаметр, для трикутного – сторона правильного трикутника. У решіт з прямокутним отвором робочим розміром є його ширина. Довжина таких отворів робиться з великим запасом і не є параметром, за яким відбувається сепарування. Вона повинна бути такий, щоб не перешкоджати розподілу по товщині навіть самих довгих зерен. Із збільшенням довжини довгастих прямокутних отворів збільшується живий перетин і продуктивність решіт. Довжина довгастих отворів найчастіше становить 20 мм.
Рівномірну швидкість руху зерна по решету і його досить гарне перемішування можна забезпечити, якщо надати решету зворотно-поступальний рух певної частоти і амплітуди вздовж напрямку руху зернової маси. При цьому решето повинно мати регульований нахил для забезпечення заданої швидкості руху зернової маси різного вихідної якості.
Великий вплив на результат сепарування надає своєчасна очищення отворів решіт. Під час роботи отвори решіт забиваються частками сходовой фракції зернової суміші, і, якщо їх не очищати, фактична робоча площа живого перерізу решіт зменшиться настільки, що поділ суміші практично повністю припиниться. Тому пристрій для очищення решіт є обов'язковим елементом повітряно-решітних зерноочисних машин. Для очищення застосовують щітки, ударники, ролики та інші пристосування.
У повітряно-решетной зерноочисної машини ЗВС-20 та інших машинах вітчизняного виробництва первинне очищення зерна проводиться за технологічною схемою, коли решета працюють в два яруси (рис. 2.1). Від правильності підбору решіт залежить якість і продуктивність очищення.
Фракційне (приймального) решето Б1 Першим сприймає потік зерна, що надходить на очищення. Його підбирають так, щоб розділити весь потік зерна на дві приблизно однакові частини, при цьому сходженням з решета йде крупне зерно і великі домішки, а проходом через отвори решета щодо дрібне зерно і всі дрібні домішки. Це решето не дає ні очищеного зерна, ні фракції видаляється домішки. Технологічний ефект від сепарування на решеті Б1 Полягає в тому, що воно розділяє зернову масу на велику (50 %) і дрібну (50 %) фракції і полегшує подальше виділення як великих, так і дрібних домішок. Решето Б1 Має бути повністю покрито зерном. Однак шар зерна повинен бути таким, щоб всі дрібні домішки встигли виділитися через отвори решета. Якщо через решето проходить значно більше половини зерна або у прохід потрапляють великі домішки, значить, решето занадто велика для такого зерна і його необхідно замінити на більш дрібне.
Колосовое решето Б2 Зістиковано в одній площині з решетом Б1 І приймає від нього крупне зерно і великі домішки. Розмір отворів підбирають так, щоб все зерно могло бути виділено проходом, а великі домішки, включаючи колосся, сходженням з решета виділяються в окрему фракцію. Щоб великі зерна основної культури не падали відходи, площа поверхні решета Б2 Повинна бути покрита зерном лише на 60-80 % його довжини. Його розмір повинен бути трохи більше, ніж у приймального решета. Якщо сходженням з колосового решета разом з великими домішками йде деяка кількість зерна, необхідно використовувати решето з отворами більшого розміру. Якщо в прохід надходить частина великої домішки, то зменшують розмір отворів цього решета.
Подсевное решето В Є першим решетом нижнього ярусу і самим дрібним по розміру. Воно сприймає половину потоку зерна, що надходить у машину і минулого проходом через отвори фракційного решета Б1. На подсевном решеті необхідно виділити проходом через отвори можливо більшу частину дрібних домішок і піску, але без зерен основної культури. Середні і дрібні насіння основної культури направляються сходженням по решету В на суміжне сортувальне сито Р. Якщо через подсевное решето будуть провалюватися зерна основної культури, то його слід замінити на решето з меншим розміром отворів, і навпаки, якщо частина дрібних домішок залишиться на решеті, підбирають решето з великими отворами..
Сортувальне сито Р має дещо більший розмір, ніж подсевное решето В. Це забезпечує виділення на ньому проходом через отвори дрібних і щуплих зерен основної культури, а сходженням – очищеного зерна. Таким чином, чисте зерно виділяється проходом через отвори решета Б2 і сходженням з решета Р. Обидва ці потоки очищеного зерна об'єднуються разом при виході з зерноочисної машини. Решето Р сортує зерно на дві фракції: І сорт (продовольче зерно) та ІІ сорт (фуражне зерно). Розміри сортувального решета слід зменшити, якщо через нього проходять повноцінні зерна. Якщо ж сходженням з нього дрібні і щуплі зерна потрапляють в зерно 1 сорту, то підбирають більш велике решето.
На підставі наукового та виробничого досвіду для сепарування зернової маси різних культур визначено оптимальні набори решіт за формою і розміром отворів. Таблиці наборів решіт наводяться в технічному паспорті на кожну машину. Враховуючи, що середній розмір зерен однієї культури і сорту змінюється в широких межах залежно від району вирощування та інших факторів, рекомендації по підбору решіт наводяться з певним діапазоном розмірів робочих отворів. Тому для забезпечення найбільшого ефекту сепарування кожен раз необхідно підбирати решета стосовно до особливостей даної партії зерна. У виробничих умовах це досягається проведенням пробної очищення конкретної зернової суміші.
Для забезпечення збалансованості пропускної здатності решіт слід враховувати, що продуктивність решіт з довгастими отворами вище, ніж решіт з круглими отворами. Отже, краще використовувати решета з продовгуватими отворами. Однак решета з круглими отворами мають деяку перевагу за якістю сепарування. При використанні їх як решета Б2 забезпечується більш ретельне виділення сходом грубих домішок довгастої форми. Подсевные решета з круглими отворами краще виділяють половинки зерен.
Якщо дозволяє технологічна схема очищення зерна, доцільно в одну машину встановлювати тільки решета з продовгуватими або тільки з круглими отворами. Це обумовлено тим, що оптимальна частота коливань решіт з прямокутними і з круглими отворами неоднакова. При послідовній роботі двох повітряно-решітних зерноочисних машин доцільно в одній з них використовувати тільки решета з продовгуватими отворами, а в іншій – з круглими.
При проведенні первинної очистки зерна в повітряно-решітних зерноочисних машинах не завжди вдається виділити з зернової маси довгі і короткі домішки. З цією метою застосовують Триерование – розділення зернової суміші по довжині частинок в триерах, що мають робочі органи з пористою поверхнею. З допомогою трієра можна розділити зернову суміш на фракції з різною довжиною зерна навіть за умови, що всі інші розміри зерен однакові.
У зерноочисних машинах сільськогосподарського типу використовують циліндричні трієри з пористою поверхнею внутрішньої сторони циліндра. Робочий елемент трієра – осередок. Клітинки штампують на сталевих листах у вигляді півсфери або кишені з максимально можливою густотою розміщення.
При надходженні зернової суміші в обертовий циліндр трієра короткі частинки, довжина яких менше діаметра осередків, западають в них і захоплюються вгору. При досягненні певного кута повороту циліндра частинки випадають з комірок в спеціальний лоток, по якому потім виводяться з трієра. Довгі зерна не вміщаються в комірки, ковзають по внутрішній поверхні циліндра і сходом виводяться з трієра.
Трієри, що застосовуються для очищення зерна пшениці та жита від коротких домішок (куколю, гречишки) і битих зерен, називають Куколеотборниками. Діаметр осередків таких трієрів становить 3-5 мм. Виділені короткі домішки потрапляють у фракцію проходу через лоток трієра, а сходженням з трієру йде вже очищене зерно.
При очищенні зерна пшениці та жита від довгих домішок (вівсюга, вівса) застосовують Овсюгоотборники з робочим розміром ячей 8-11 мм, а для відбору ячменю – з діаметром ячей 7-9 мм. Великі осередки трієра-овсюгоотборника захоплюють зерна пшениці або жита і утворюють фракцію проходу, що складається з основного зерна, а сходженням з циліндру трієра йдуть більш довгі зерна вівса, вівсюга та ячменю. Схема роботи трієрів показана на рис. 2.2.
А Б
Рис. 2.2. Схема роботи трієрів для видалення:
а – довгих; б – коротких домішок.
Товщина зернового шару в трієрному циліндрі залежить від виконуваної технологічної операції по видаленню довгих або коротких домішок. При роботі трієра-овсюгоотборника щодо виділення із зернової суміші довгих домішок (вівса, вівсюга) подача повинна бути такою, щоб по всій довжині циліндра був достатній шар зерна (подушка). Для цього в кінці циліндра встановлюють підпірне кільце (діафрагму). При її відсутності в останній третині циліндра, як правило, значно зменшується кількість зернової суміші, і в лоток починають потрапляти довгі зерна. Якщо ж подача зернової суміші буде більше оптимальної, то частина повноцінного зерна буде йти разом з довгими домішками.
При виділенні коротких домішок шар зерна в циліндрі повинен бути більш тонким, щоб комірчаста поверхня трієра змогла зернової маси можливо повніше вибрати короткі домішки. При перевантаженні трієра значна частина коротких домішок залишиться в основному зерні, а при недостатній подачі частина основного зерна буде потрапляти в лоток разом з короткими домішками. Завантаження зерна в триерные циліндри регулюють заслінками живильних пристроїв.
Правильна установка прийомних лотків триерных циліндрів – це також одна з основних регулювань якості їх роботи. Тільки певне (середнє) положення лотка, яке по-різному для кожного конкретного випадку, може забезпечити оптимальний технологічний ефект сепарування. Це положення лотка визначається багатьма факторами, в тому числі розміром і формою ячей трієра, швидкістю його обертання, особливостями зерна і домішок за розмірами, формою, характером поверхні, вологості та інших показників, які впливають на сипкість зернової маси, її розпушеність і інтенсивність перемішування.
Частота обертання серійних триерных циліндрів діаметром 600 мм при обробці більшості зернових культур – 40-45 оборотів в хвилину, при сепаруванні дрібнонасіннєвих культур і зерна рису – 30-40 оборотів в хвилину.
У складі технологічних ліній очищення зерна і насіння трієри застосовують у вигляді блоків з декількох циліндрів. Це дозволяє збільшити продуктивність і одночасно проводити очищення від коротких і довгих домішок. Наприклад, у серійному трієрному блоці ЗАВ‑10.90.000 є 4 циліндра, встановлених на одній рамі у два ряди і на два яруси. У верхніх циліндрах проводять очищення зернової маси від довгих домішок, далі зерно надходить у нижні циліндри, де відбувається його очищення від коротких домішок.
Кращим стаціонарним зерноочищувальних агрегатом для первинної очистки зерна в господарствах в даний час є ЗАВ. Наприклад, ЗАВ-40 має паспортну продуктивність 40 т/год (по зерну пшениці). Він складається з двох паралельних технологічних ліній, кожна з яких включає високопродуктивну машину первинної очищення ЗВС-20, триерный блок і відцентрово-пневматичний сепаратор. Агрегат може одночасно обробляти два різні партії зерна. Для цього приймальний бункер необхідно розділити перегородкою на дві секції. Встановлений комплект обладнання дозволяє організувати шість технологічних схем очищення зерна. В основному варіанті з використанням всіх зерноочисних пристроїв технологічний процес включає наступні операції. На зерноочисної машини ЗВС-20 з зернової маси видаляють легкі, дрібні і великі домішки, які надходять у секцію відходів. Проходом через сортувальне сито формується фуражна фракція, яка самопливом надходить в окремий бункер. Потім очищене зерно подається проміжним шнеком і норією у відцентрово-пневматичний сепаратор, який поділяє його на дві або три фракції. Сама легка фракція направляється в бункер фуражу, найважча – в бункер очищеного зерна, і проміжна – на доопрацювання в триерный блок (при очищенні насіння). При обробці продовольчого зерна, якщо не потрібне очищення від вівсюга, сепаратор налаштовують на розділення зернової маси на дві фракції. У цьому випадку фракція основного зерна направляється в бункер чистого зерна, минаючи трієри, а друга фракція надходить у бункер фуражного зерна.
Вторинна очистка зерна і насіння.
Машини вторинної очищення застосовують в основному для обробки зерна насінного призначення, що пройшов первинну очистку. На цих машинах можна за один пропуск довести насіння по чистоті до норм I і II класів посівного стандарту, якщо відсутні трудноотделимые домішки, для виділення яких необхідні спеціальні машини.
Вторинну очистку насіння проводять у складних повітряно-решітних машинах з поділом зернової маси на чотири фракції: насіння, зерно II сорту, аспіраційні відходи і великі домішки, дрібні домішки. Втрати насіння основної культури у всі фракції домішок не повинні перевищувати 1 % і потрапляння повноцінних насіння у II сорт не більше 3 % від маси насіння основної культури у вихідному матеріалі. Загальна дроблення насіння допускається в межах до 1 %. Для витримування встановлених нормативів втрат зернова маса для вторинного очищення повинен мати вологість не вище 18 %, містити домішок всього до 8 %, у тому числі смітної до 3 %.
Для вторинного очищення використовують стаціонарні машини СВУ-5, СВУ-5А, СВУ-10. Їх встановлюють у складі насінняочисні приставок СП-10, СП-10А, а також в потокових лініях семяобрабативающіх підприємств. Ці машини можуть працювати за кількома технологічними схемами. Вони мають два решітних стану, верхній з прохідними (1-й ярус) і сортувальними (2-й ярус) решетами і нижній з подсевными (3-й ярус) решетами, що дозволяє виділяти більше повноцінних насіння, ніж при первинному очищенні зерна. Така схема роботи в три яруси дає можливість розширити площу подсевных і сортувальних решіт, поліпшити якість виділення дрібних домішок, а також дрібного та щуплого зерна основної культури. Також для вторинної очистки в умовах сільськогосподарських підприємств широко застосовуються машини фірми «Петкус» і СМ-4.
Спеціальні способи очищення зерна і насіння.
Деякі домішки, що відносяться до трудноотделимым, не представляється можливим ефективно виділити за допомогою повітряно-решітних зерноочисних машин і трієрів. Зазвичай ці компоненти зернової маси мало відрізняються від насіння основної культури за розмірами та аеродинамічними властивостями. В першу чергу це пророслі, недорозвинені, голі (у плівчастих культур) насіння основної культури, фузариозные і сажкові зерна, насіння деяких видів бур'янів та ін Тим не менш, у них є специфічні ознаки, за якими такі компоненти відрізняються від повноцінного зерна основної культури. На цих відмінностях і засновані спеціальні способи очищення.
Пневмовибрационное сепарування зерна.
Найбільш суттєвих ознакою подільності зернових сумішей з трудноотделимыми компонентами є різниця Щільності ендосперму у цих насіння. Для їх виділення використовують пневматичні Сортувальні столи (мал. 2.3).
По щільності компоненти зернової маси поділяють на деці 4, що представляє собою раму, обтягнуту решетным полотном (сіткою 2), у якої регулюється нахил у поздовжньому і поперечному напрямках. Знизу через сітку подається повітряний потік, швидкість якого регулюється заслінкою на патрубку вентилятора 8. З допомогою електродвигуна 11, вібратора 12 і шатуна 13 дека отримує коливальні рухи, регульовані по частоті та амплітуді. Регулюванням по цим параметрам забезпечують заповнення площі поверхні деки рівним шаром зерна невеликої висоти через завантажувальне вікно 1.
Під дією коливань і повітряного потоку зернова маса приводиться в стан киплячого (псевдозрідженим) шару. При цьому вона розшаровується. Насіння з меншою щільністю як би спливають на поверхню, а більш щільні і важкі опускаються вниз і приходять в зіткнення з ґратами. Нижній шар насіння в результаті зчеплення з декою (сил тертя) і сили інерції переміщається в напрямку коливань деки. Верхній шар легких зерен, що не має зчеплення з декою, під дією сили тяжіння стікає в бік опущеного краю деки. Таким чином, схід з деки більш щільний і менш щільних зерен відбувається в різних місцях. Проміжна по щільності фракція насіння, що займає середнє положення між верхнім і нижнім шарами, має своє місце сходження з деки.
Рис. 2.3. Пневматичний сортировальный стіл ПСС-2,5
При використанні пневмосортировального столу можна отримати будь-яке число фракцій з різною густиною насіння. При виділенні, наприклад, плодів дикої редьки з пшениці кордон розділу сходу фракцій встановлюють так, щоб при максимальному виході основної продукції залишкове кількість домішок в ній не перевищував нормативів стандарту на посівні якості насіння.
Пневмосортировальный стіл – машина найбільш тонкого регулювання сепарування. Якість роботи і продуктивність машини залежать від частоти коливань деки, швидкості повітряного потоку, амплітуди коливань, поздовжнього і поперечного кутів нахилу деки, правильності установки дільників на розвантажувальної краю деки. Найкращі умови роботи забезпечуються при максимально можливою частотою коливань деки (400-550 в хвилину). При недостатній частоті коливань деки маса насіння товстим шаром стікає до проводу, опущеного її краю, а в разі перевищення частоти коливань – спрямовується до місця сходження важкої фракції, уздовж деки і вгору.
Збільшення поздовжнього кута нахилу деки зменшує швидкість переміщення матеріалу до кромки сходу важкої фракції, а малий кут нахилу її збільшує. У пневмосортировального столи ПСС-2,5 приблизний діапазон поздовжнього кута нахилу деки при очищенні пшениці 5-6,5°, а дрібнонасіннєвих культур 1,5-5°.
Збільшення поперечного кута нахилу деки викликає прискорений схід легкої фракції і разом з нею частини повноцінного зерна і навпаки. При обробці зерна пшениці поперечний кут нахилу деки 1-2°, для дрібнонасіннєвих культур 0,5-3°. Амплітуда коливань деки 4-6 мм для пшениці і 2-5 мм при очищенні дрібнонасіннєвих культур.
Швидкість повітряного потоку регулюють так, щоб при оптимальній товщині шару зерна (45-60 мм для крупносемянних і 25-30 мм для мелкосемяиных культур) на деці поблизу завантажувального лотка воно рівномірно розподілялося по деці і знаходилося в стані злегка киплячого шару. У цьому випадку спливає легка фракція, а важка фракція ковзає по сітці. Якість роботи коригують на основі аналізу контрольних проб по виходах розсортованої продукції.
Сепарування зерна і насіння за формою і станом поверхні.
Зернову суміш на фракції можна розділити на основі відмінності її компонентів по величині тертя частинок про яку-небудь поверхню. По різниці в коефіцієнті тертя відокремлюють не тільки домішки, але і неповноцінні насіння даної культури. Можливо також поділ на фракції повноцінних насіння з урахуванням їх відмінностей за формою.
Сепарування зернової маси проводять на рухомою або нерухомою похилій поверхні, виготовленої з матеріалів з різними фрикційними властивостями. Найпростішим робочим органом є Гвинтова гірка (змійка) для поділу округлих і плоских або довгастих насіння, наприклад, горохо-вівсяної і вико-пшеничного сумішей. При скачуванні по похилій гвинтовий площині насіння вики і гороху набувають велику швидкість і інерцію, ніж ковзні насіння вівса або пшениці. Насіння утворюють зміщені по відношенню один до одного потоки, які з допомогою перегородок вловлюють і направляють у різні приймальні пристрої. Сепарування на гвинтових змійках – обов'язкова операція в господарствах, які займаються насінництвом вики і гороху.
Насіння багатьох бур'янів відрізняються від насіння основної культури з фрикційним властивостями (відмінність в кутах тертя). Такі домішки виділяють на Фрикційних сепараторах (полотняних гірках). Кут нахилу полотняній гірки підбирають так, щоб він перевищував кут тертя гладких насіння і був менше кута тертя шорстких насіння. При цьому шорстке насіння захоплюються полотном вгору, а гладкі зісковзують або скочуються вниз.
Гірка добре працює, коли на поверхню полотна надходить тонкий шар насіння, що визначає її невелику продуктивність. Для забезпечення більш ефективного поділу насіннєвої суміші застосовують гірки з декількох секцій (площин), розташовуючи їх одна над іншою. Секції можуть працювати паралельно або послідовно. У першому випадку поліпшується якість очищення, у другому – збільшується продуктивність. Наприклад, бурякова гірка має чотири паралельно працюючі полотна, що мають кут нахилу 19-28° і лінійну швидкість 0,5-0,7 м/с. Очищені насіння з усіх полотен надходять в одне приймальне пристрій (рис. 2.4).
Вихідна суміш насіння
Насіння з меншим кутом тертя
Насіння з великим кутом тертя
Рис. 2.4. Технологічна схема полотняній гірки (фрикційного сепаратора)
1 – приймальний бункер; 2 – скребковий транспортер; 3 – полотняні транспортери; 4 – шнеки; 5 – щітки
Сепарування насіння у електромагнітних установках.
Насіння люцерни, конюшини, льону важко відокремити в повітряно-решітних і триерных установках від насіння таких злісних бур'янів, як повитиця, полови, волошка, гірчак повзучий, подорожник. Ці насіння бур'янів успішно виділяють магнітним способом в спеціальних електромагнітних насінняочисні машинах (рис. 2.5).
Суміш насіння попередньо обробляють невеликою кількістю магнітного порошку, який добре прилипає до шорсткої (ворсистою поверхні насіння смітних рослин і майже не пристає до гладенької поверхні насіння зазначених культурних рослин. Підготовлену суміш насіння і порошку подають на поверхню обертового електромагнітного барабану машини, який притягує і утримує певну частину шляху тільки насіння з магнітним порошком. Таким чином, з поверхні барабана першими зісковзують і виводяться з машини повноцінні насіння основної культури, потім проміжна фракція пошкоджених і менш виконаних насіння основної культури та частково насіння бур'янистих рослин, що містять на оболонках невелику кількість порошку, і в останню чергу насіння бур'янистих рослин з шорсткою поверхнею. Проміжну фракцію при необхідності обробляють повторно.
Рис. 2.5. Технологічну схему електромагнітної машини семяочистительной
1 – електромагнітний барабан; 2 – транспортер; 3 – шнек; 4 – приймальний бункер; 5 – апарат дозування порошку; 6 – зволожувач; 7 – змішувальні шнеки; / — очищені насіння першого сорту; // — насіння другого сорту; /// — відходи.
Застосовуваний магнітний порошок складається з суміші, що включає 80 % окису-закису заліза і 20 % крейди. Витрата порошку 1-2,5 % від маси насіння. Якщо в складі домішки знаходяться насіння бур'янистих рослин, до яких погано прилипає магнітний порошок (гірчак повзучий, подорожник та ін), вихідну суміш насіння попередньо трохи зволожують і потім змішують з порошком.
Особливості очищення зерна і насіння окремих культур.
Очищення зерна пшениці. Зерно пшениці очищають на сепараторах з застосуванням решіт з наступними розмірами отворів: верхніх (прохідних) Б1 і Б2 з круглими отворами – 5,0-7,0 мм, з довгастими – 3,2-4,0 мм; нижніх (подсевных і сортувальних) з круглими – 2,0-2,5 мм, з довгастими – 1,7-2,2 мм Для підвищення ефекту очищення, особливо насіннєвого зерна, застосовують фракційне сепарування з використанням подсевных решіт з отворами розміром 2,2 × 20 мм. Сходженням з цих решіт йде крупне зерно, а проходом – дрібне, яке потім очищають в іншому сепараторі з розміром отворів подсевных решіт 1,7 × 20 мм. В пневмосепарирующих каналах сепараторів встановлюють швидкість повітряного потоку 5,5-6,5 м/с. Очищення великої фракції пшениці від довгих домішок (вівса, вівсюга та ін) проводять у триерах з ячеями 8,0-9,0 мм
Із зернової маси пшениці насіння дикої редьки виділяють на решетах з трикутними отворами з розміром сторін 5,0-6,0 мм, в триерах з ячеями 4,5-5,0 мм і на пневмосортіровальних столах. При наявності в основному зерні після очищення в сепараторі підвищеного вмісту дрібних насіння бур'янів проводять додаткову обробку в трієрі-куколеотборнике для виділення коротких домішок. Дрібну фракцію зерна при необхідності також направляють в куколеотборник для виділення дрібних насіння бур'янистих рослин. До дрібної фракції відносять зерно, що отримується проходом через решета з отворами розміром 2 × 20 мм або 2,2 × 20 мм і сходженням з решіт з отворами розміром 1,7 × 20 мм. У зазначеній фракції вміст зерен пшениці, які відносять до основного зерна і зернової домішки, повинно бути не менше 85 % від маси всього зерна разом з домішками, наявність смітної домішки не більше 5 %.
Очищення зерна жита. В сепараторах встановлюють решета наступних розмірів: верхнє – з круглими отворами 4,0-6,5 мм, з довгастими 3,0-3,5 мм; нижні – з круглими 2,0-2,5 мм, з довгастими 1,5-1,7 мм
Очищення зерна ячменю. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 5,0-8,0 мм, довгасте 3,5-5,0 мм; нижнє – круглі 2,5-2,8 мм, довгасте 2,0-2,4 мм. Для виділення вівса, вівсюга та інших довгих домішок велику фракцію ячменю, отриману сходженням з подсевного сита, обробляють триерах з ячеями діаметром 8,5-11,2 мм, а для виділення коротких домішок (кукіль, горошок, бите зерно) дрібну фракцію ячменю обробляють в триерах з ячеями діаметром 4,5-7,1 мм. Для більш повного виділення з ячменю мішечків сажки рекомендується зменшити продуктивність сепараторів, збільшити швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах до 8 м/с і застосувати дворазовий пропуск зерна через трієри з ячеями діаметром 8,5 мм
Очищення зерна вівса. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 5-6 м/с Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 5,5-6,0 мм, довгасте 2,6-3,0 мм; нижнє – круглі 2,0-2,5 мм, довгасте 1,7-2,0 мм Для очищення від довгих домішок, головним чином вівсюга, використовують трієри з ячеями діаметром 14-16 мм, а від коротких домішок – з ячеями діаметром 8,0-9,5 мм
Очищення зерна кукурудзи. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 8-9 м/с Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 9,0-10,0 мм, довгасте 6,0-8,0 мм; нижнє – круглі 5,0-6,0 мм, довгасте 3,0-4,0 мм
Очищення зерна проса. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 4,5-5,5 м/с Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 3,0-4,0 мм, довгасте 2,0-2,2 мм; нижнє – круглі 1,8-2,0 мм, довгасте 1,3-1,5 мм.
Очищення зерна рису. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 5,5-6,0 мм, довгасте 3,0-3,5 мм; нижнє – круглі 2,5-3,0 мм, довгасте 2,0-2,5 мм.
Очищення зерна гречки. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 4,5-5,5 м/с Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 5,0-6,5 мм, довгасте 3,0-4,0 мм; нижнє – круглі 2,5-3,5 мм, Трикутні (сортувальні) 5,0-6,0 мм.
Очищення насіння гороху. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 8-12 м/с Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 8,0-9,0 мм, довгасте 6,0-7,0 мм; нижнє – круглі 3,5-5,0 мм, довгасте 2,4-4,0 мм Для вилучення худеньких і пошкоджених шкідниками (горохової зернівкою) насіння гороху доцільно застосовувати пневмосортировальные столи і пневмосепаратори.
Очищення насіння соняшнику. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 4,5-5,5 м/с. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 8,0-10,0 мм, довгасте 4,0-5,5 мм; нижнє – круглі 2,5-3,5 мм, довгасте 2,0-2,4 мм
Очищення насіння ріпаку та гірчиці. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 2,0-2,8 мм, довгасте 1,8-2,0 мм; нижнє – круглі 1,3-1,5 мм, довгасте 1,1-1,2 мм.
Очищення насіння люцерни. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 1,5-2,0 мм, довгасте 1,2-1,5 мм; нижнє – круглі 1,1-1,3 мм, довгасте 0,6-0,8 мм. Обов'язково проводиться очищення на електромагнітних машинах для видалення насіння березки і подорожника.
Очищення насіння еспарцету. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 5,0-6,0 мм, довгасте 4,0-5,0 мм; нижнє – круглі 3,0-3,5 мм, довгасте 2,2-2,4 мм
Класифікація побічних продуктів і зернових відходів, одержуваних при очищенні зерна.
Побочные продукты: зерновая смесь от первичной очистки, содержащая свыше 50, но менее 85 % зерен продовольственных (включая крупяные), кормовых и бобовых культур, относимых по стандарту к основному зерну или зерновой примеси. Побочные продукты используют на кормовые цели, на выработку комбикормов для взрослых жвачных животных.
Отходы:
І категория – зерновые отходы с содержанием зерна свыше 10 до 50 % включительно;
ІІ категория – зерновые отходы с содержанием зерна свыше 2 до 10 %, а также стержни початков кукурузы, кукурузная пленка, лузга гороховая, лузга мягкая овсяная и ячменная, полова;
ІІІ категория – отходы от очистки зерна, содержащие зерна не более 2 %, соломистые частицы, пыль аспирационная.
При наличии в побочном продукте зерновой смеси от первичной обработки, а также в отходах свыше 10 % зерен пшеницы или ржи или свыше 20 % зерен других культур, относимых стандартами на эти культуры к основному зерну, указанные побочные продукты и зерновые отходы подлежат дополнительной обработке с целью извлечения из них основного зерна.
Зернові відходи і та ІІ категорій використовуються на кормові цілі. Відходи III категорії (некормові) підлягають знищенню та списання в установленому порядку.
Дуже важливо при очищенні правильно організувати облік виходу зерна продовольчої (І сорт), фуражного зерна (ІІ сорт), побічних продуктів і зерновідходів з метою підвищення економічної ефективності зернового господарства та запобігання зловживань.
Завдання для очищення зерна .
Прибране зерно підлягає очищенню. Це правило знає кожен працівник сільського господарства.
Прибраний зерновий ворох містить не тільки зерна основної культури, але і деяку кількість смітної та зернової домішок, які погіршують якість зерна, що негативно впливають на його збереження. Згідно стандарту до Зернової домішки відносять биті, щуплі, роздавлені, проросле, ушкоджене, недостиглі і поїджені шкідниками зерна. До Смітної домішки відносять мінеральна домішка (пісок, грудочки землі, галька, шлак та ін) і органічна домішка (частинки стебел, листя, ості, стрижні колосків, полова), рештки шкідників, насіння дикорослих рослин (бур'янів). Спеціально виділяється ще Шкідлива домішка, яка являє собою небезпеку для здоров'я людини і тварин (склероції ріжків, насіння горчака, полова та інших отруйних рослин), а також фузаріозне і зіпсоване зерно від коричневого до чорного кольору.
Вміст домішок у зерновій масі нормується стандартом. Якщо кількість домішок перевищує норму, зерно можна використовувати за цільовим призначенням, при продажу такого зерна виробляються знижки з маси та стягується плата за очищення. Але навіть зерно середньої чистоти, в якому вміст домішок не перевищує встановлених стандартом норм, також слід очищати. Це сприяє суттєвому зниженню фізіологічної активності зернової маси, так як саме домішки містять підвищену кількість мікроорганізмів і мають, як правило, вологість вище, ніж зерно основної культури.
Таким чином, під Очищенням розуміють технологічну операцію по видаленню з зернової маси домішок. Очищення зібраного зерна починають ще в комбайні, має ворохоочистительное пристрій. При правильних регулюванні зернозбиральної техніки на чистих, не засмічених полях технологічно можливе максимальне видалення з зернової маси легкої органічної домішки (полови, соломистых частинок) і зниження до мінімуму змісту дроблених, битих зерен. Якщо ж поля засмічені, видалити зерна насіння бур'янів при збиранні не представляється можливим. Для видалення всіх видів домішок зерно очищають у зерноочисних машинах в процесі післязбиральної обробки.
В результаті очищення підвищується якість і збереження зерна основної культури, а також забезпечується більш висока його придатність використання на харчові, технічні, насіннєві, фуражні цілі. При очищенні видаленню підлягають не тільки всі сторонні компоненти, але і деяка частина зерна основної культури, яка не відповідає встановленим вимогам до якості і відноситься до зернової чи смітної домішки. Це зіпсовані зерна, пошкоджені шкідниками, недорозвинені, щуплі, подрібнені, роздавлені. На жаль, при цьому не виключені деякі втрати повноцінного зерна, яке потрапляє у відходи.
Очищають зерно і насіння, розділяючи вихідну зернову суміш на більш однорідні частини – Фракції, що відрізняються за якістю від вихідного продукту і інших частин зернової маси. Найчастіше при очищенні зерна виділяють такі фракції: повноцінне продовольче або насіннєве зерно (перший сорт); дрібне і щупле фуражне зерно (другий сорт); великі і легкі домішки; дрібні відходи.
Процес розділення зернової суміші на фракції називають Сепаруванням, для цього використовуються машини – сепаратори.
Сепаратори умовно можна розділити на прості і складні. Прості сепаратори своїми робочими органами поділяють зернову суміш на дві фракції по одному визначальному ознакою. До таких робочих органів відносять друшляк (сито), триерный циліндр, повітряний канал і ін. Складні сепаратори об'єднують в одній машині кілька простих сепараторів, які поділяють зернову суміш за різними ознаками на три і більш фракції. Робочий процес вони можуть виконувати послідовно, паралельно або комбіновано. Більшість зерноочисних машин сільськогосподарського типу є складними сепараторами, наприклад, зерноочисний агрегат ЗАВ.
Вихідну зернову суміш сепарують за різними геометричними та фізичними ознаками і властивостями компонентів суміші. Завдання очищення зерна від домішок зводиться до виявлення відмінностей у властивостях зерен і домішок і знаходження кращого технологічного прийому їх поділу. Ознаки, які забезпечують прийнятний рівень поділу вихідної суміші на компоненти або фракції, називають Ознаками подільності. До них відносяться аеродинамічні властивості (парусність), розміри, щільність, стан поверхні зерна і домішок.
Процес сепарування характеризується наступними обов'язковими умовами. Зернова суміш повинна мати віддільні на даному робочому органі компоненти. Колективна зернова суміш повинна безперервно розпушуватися і перемішуватися, щоб зерновий шар, який межує з поверхнею поділу, наприклад, з решетом, постійно оновлювався. Це перша підготовча стадія процесу поділу. На другий, заключній, стадії відбувається відокремлення цих частинок і видалення їх з робочої зони, наприклад, зерна з меншим розміром, ніж отвори решета, провалюються через нього, а великі частинки йдуть сходом.
Обов'язкова вимога технологічно правильного процесу сепарування полягає в тому, що одна з одержуваних в результаті поділу фракцій повинна мати більш високу якість, ніж вихідна зернова суміш. Чим вища однорідність виділених при очищенні фракцій і їх чистота, тим вище ефект очищення.
Показником Технологічного ефекту очищення зерна є процентне відношення кількості отделимых домішок, що містяться у відходах, до кількості отделимых домішок, що містяться в неочищеному зерні. Віддільними домішками є такі їх види, які не можна видалити з зернової маси в потоці повітря, на решетах і на пористих поверхнях (в триерах), тобто при традиційних способах очищення на агрегаті ЗАВ. Домішки, які не вдається виділити з вихідної зернової суміші при такій обов'язковій очистці, вважаються трудноотделимыми. Для їх видалення із зерна застосовуються спеціальні види очищення.
Мінімальний норматив технологічної ефективності очищення зерна в повітряно-решітних машинах дорівнює 60 %. Це означає, що не менше 60 % отделимых домішок після очищення повинні перейти у відходи. Допустима норма втрат основного зерна у відходи при первинній очищення не повинна перевищувати 1,5 %.
Етапи і технологія очищення зерна.
Вся складна ланцюжок технологічних операцій очищення зерна і насіння за своїм цільовим призначенням і застосовуваних технічних засобів поділяється на такі основні етапи: Попередня очистка свежеубранного зернового вороху, Первинна Очистка, Вторинна Очистка і сортування.
Попереднє очищення вороху зерна.
Це допоміжна операція з очищення зерна, її проводять для створення сприятливих умов при виконанні наступних технологічних операцій післязбиральної обробки зерна, головним чином, його сушіння. Для цього в найпростіших повітряно-решітних машинах (ворохоочистителях) з зернового вороху виділяють великі (іноді дрібні) домішки, що підвищує сипкість зернової маси і полегшує пересування її в зерносушарці. Попереднє очищення вороху підвищує його стійкість до факторів псування, особливо розвитку процесу самозігрівання.
Машини попереднього очищення повинні виконувати очищення прибраного зернового вороху вологістю до 40 % з умістом смітної домішки до 20 %, в тому числі фракції соломистых домішок до 5 %. В процесі очищення повинно виділятися не менше 50 % смітної домішки, в тому числі практично вся соломистая домішка. В очищеному матеріалі зміст соломистых домішок частинок довжиною до 50 мм повинна бути не більше 0,2 %, а частинок довжиною більше 50 мм взагалі не повинно бути. Зміст повноцінних зерен у відходах не повинно перевищувати 0,05 % від маси зерна основної культури у вихідному матеріалі. У процесі попереднього очищення зерновий ворох розділяється на дві фракції: очищене зерно та відходи.
Попередня очистка найбільш ефективна тільки в тому випадку, якщо проводиться відразу ж при надходженні зерна від комбайна на тік. Затримка з очищенням навіть на одну ніч пов'язана з небезпекою зниження якості і виникнення процесу самозігрівання зерна. Крім того, при затримці з очищенням відбувається швидкий перерозподіл вологи між зерном і більш вологими домішками, в результаті чого зерно стає ще більш вологим, тобто відбувається погіршення його якості.
У складі зерноочисно-сушильних комплексів для післязбиральної обробки зерна операцію з попередньої очищення вороху в даний час зазвичай виконують стаціонарні машини ЗД-10.000 продуктивністю 20 т/год і машини МПО-50 продуктивністю 50 т/ч. В цих машинах легкі домішки видаляють повітряним потоком, великі – сходженням з решета. Їх серйозним технологічним недоліком є відсутність подсевного решета, в результаті чого дрібні бур'янисті домішки, як правило, більш вологі, ніж основне зерно, не виділяються і разом з зерном надходять на сушіння, знижуючи тим самим продуктивність сушильних агрегатів.
Самопередвижные ворохоочистители ОВП-20А і ОВС-25 позбавлені цього недоліку. Крім повітряної очистки вони мають решітні стани, на яких виділяють не тільки великі, але й дрібні домішки. Повітряно-очисна частина складається з каналу першої аспірації для видалення легких домішок перед надходженням вороху на решітні стани і повітроводи другий аспірації для отвеивания легких компонентів після решетной сепарації.
Попередня очищення зернового вороху обов'язкова при його високій вологості і засміченості. Вона зазвичай проводиться в північно-західних регіонах перед сушінням зерна. У господарствах південної зони, де зернова маса ранніх зернових культур в період збирання має вологість в межах критичної і невисоку засміченість, післязбиральну обробку зерна починають з первинного очищення.
Первинна очистка зерна та технологія її проведення.
Ця операція полягає в тому, щоб із зернової маси виділити можливо більшу кількість великих, дрібних і легких домішок при мінімальних втратах основного зерна. Матеріал сепарують по ширині, товщині і аеродинамічним властивостям в повітряно-решітних машинах, а також по довжині – в триерах. Зерно після обробки має відповідати за чистоту вимогам стандартів. Зернова маса, що надходить на первинну очистку, повинна мати вологість не вище 18 % і містити смітної домішки не більше 8 %.
Вихідний матеріал, тобто неочищена зернова маса, ділиться при первинному очищенні на чотири фракції: очищене зерно, фуражне зерно (дрібні і щуплі зерна основної культури), великі й легкі домішки і дрібні відходи. Навіть при самій ретельній регулювання робочих органів машини не вдається уникнути втрат основного зерна, яке потрапляє у відходи. Допустимі сумарні втрати основного зерна при очищенні у всі фракції відходу не повинні перевищувати 1,5 % від маси зерна основної культури у вихідному матеріалі. Після первинної очистки в зерновій масі вміст смітної домішки не повинно перевищувати 3 %. Якщо порівняти граничні норми вмісту смітної домішки у вихідному і кінцевому продукті, нескладно підрахувати, що технологічна ефективність виділення великих, дрібних і легких домішок при первинному очищенні зерна становить приблизно 60 %.
Первинне очищення зерна в даний час проводять у стаціонарних повітряно-решітних машинах ЗАВ-10, ЗВС-20, ЗВС-20А. Технологічна схема роботи зерноочисної машини ЗВС-20 продуктивністю 20 т/год наведена на рисунку 2.1. Машина має два паралельно працюючих решітних стану. До надходження на решітні стани з зернової маси в аспіраційних каналах видаляються легкі домішки і пил.
Розділення зернової суміші на легку і важку фракції в Потоці повітря, що рухається з певною швидкістю, зазвичай є самою першою технологічною операцією при очищенні свежеубранного зерна. Засноване воно на відмінностях компонентів Зернової маси по аеродинамічним властивостями. Нерідко цю технологічну операцію називають терміном «отвеивание», тобто відділення від зернової маси легких частинок потоком повітря.
Основний розпізнавальний ознака повітряного сепарування – Швидкість витання, або Критична швидкість частинок зернової суміші. Під цим терміном розуміють таку швидкість повітряного потоку, при якій частинки зернової суміші переходять у завислий стан – витають у повітрі. Якщо швидкість повітря перевищує швидкість витання даних частинок, вони виносяться за межі робочого каналу. При невисокій швидкості повітря частинки осідають вниз. Величина швидкості витання значно розрізняється у зерна і багатьох компонентів домішки, так як вони мають різну щільність і парусність. Так, швидкість витання більшості зерен хлібних злаків перебуває в межах 8-12 м/с. Із зернової маси отвеиванием легко виділяють компоненти, що мають малу швидкість витання: полову, частинки соломи, легкі насіння, щупле зерно і пил. Для цього в робочому каналі встановлюють швидкість повітряного потоку, близьку до швидкості витання оброблюваного зерна. Різні швидкості витання компонентів суміші є критерієм можливості їх поділу. Чим більше ці відмінності, тим краще може бути розділена суміш.
Легкі домішки
Вихідна суміш і зерно першого сорту
Великі лримееи
Дрібні домішки
Фуражне зерно (другий гатунок)
Повітряний потік
Рис. 2.1. Технологічна схема повітряно-решетной зерноочисної машини ЗВС-20 Б1 ‑ приймальне решето, Б2 – колосовое решето; В – подсевное решето, Р ‑ сортувальне сито.
З підвищенням швидкості повітря зростає ефективність видалення легких домішок, але одночасно збільшується і винесення повноцінного зерна у легку фракцію. Критерієм підбору швидкості повітряного потоку є допустимий вміст повноцінного зерна в аспіраційних относах, що містять легкі домішки. Для задовільного сортування необхідно забезпечити подачу повітря в межах 700-1100 м3/т.
В сепараторі ЗВС-20 легкі домішки виділяються разом з великими домішками. При очищенні зерна пшениці рекомендується встановлювати швидкість повітряного потоку 5,5-6,5 м/с.
Зернову суміш на РеШетах поділяють просіюванням тих її компонентів, які мають менші розміри, ніж отвори робочого органу. Просіювання є механічним способом сепарування, за допомогою якого можна розділити зернову масу на дві фракції за розміром зерен, головним чином, по їх ширині і товщині.
Сутність просіювання полягає в тому, що частинки, які за розмірами менше отворів решета, провалюються через них і утворюють проходовую фракцію, або прохід. Великі зерна, які не можуть пройти через отвори решета, залишаються на ньому і утворюють сходовую фракцію, або схід. Схід і прохід мають більш однорідний за розміром склад частинок, але значно відрізняються за якістю між собою і від вихідної зернової маси.
Решета являють собою плоскі сталеві листи з виштампуваними отворами певної форми і розміру. Решето характеризується двома основними параметрами: робочою розміром отворів і показником живого перерізу. Процентне відношення суми всіх отворів решета до загальної його корисної поверхні називають Живим перетином решета. Чим більше живе перетин, тим краще забезпечуються можливості для просіювання і вище продуктивність решіт.
Робочим розміром круглого отвору є його діаметр, для трикутного – сторона правильного трикутника. У решіт з прямокутним отвором робочим розміром є його ширина. Довжина таких отворів робиться з великим запасом і не є параметром, за яким відбувається сепарування. Вона повинна бути такий, щоб не перешкоджати розподілу по товщині навіть самих довгих зерен. Із збільшенням довжини довгастих прямокутних отворів збільшується живий перетин і продуктивність решіт. Довжина довгастих отворів найчастіше становить 20 мм.
Рівномірну швидкість руху зерна по решету і його досить гарне перемішування можна забезпечити, якщо надати решету зворотно-поступальний рух певної частоти і амплітуди вздовж напрямку руху зернової маси. При цьому решето повинно мати регульований нахил для забезпечення заданої швидкості руху зернової маси різного вихідної якості.
Великий вплив на результат сепарування надає своєчасна очищення отворів решіт. Під час роботи отвори решіт забиваються частками сходовой фракції зернової суміші, і, якщо їх не очищати, фактична робоча площа живого перерізу решіт зменшиться настільки, що поділ суміші практично повністю припиниться. Тому пристрій для очищення решіт є обов'язковим елементом повітряно-решітних зерноочисних машин. Для очищення застосовують щітки, ударники, ролики та інші пристосування.
У повітряно-решетной зерноочисної машини ЗВС-20 та інших машинах вітчизняного виробництва первинне очищення зерна проводиться за технологічною схемою, коли решета працюють в два яруси (рис. 2.1). Від правильності підбору решіт залежить якість і продуктивність очищення.
Фракційне (приймального) решето Б1 Першим сприймає потік зерна, що надходить на очищення. Його підбирають так, щоб розділити весь потік зерна на дві приблизно однакові частини, при цьому сходженням з решета йде крупне зерно і великі домішки, а проходом через отвори решета щодо дрібне зерно і всі дрібні домішки. Це решето не дає ні очищеного зерна, ні фракції видаляється домішки. Технологічний ефект від сепарування на решеті Б1 Полягає в тому, що воно розділяє зернову масу на велику (50 %) і дрібну (50 %) фракції і полегшує подальше виділення як великих, так і дрібних домішок. Решето Б1 Має бути повністю покрито зерном. Однак шар зерна повинен бути таким, щоб всі дрібні домішки встигли виділитися через отвори решета. Якщо через решето проходить значно більше половини зерна або у прохід потрапляють великі домішки, значить, решето занадто велика для такого зерна і його необхідно замінити на більш дрібне.
Колосовое решето Б2 Зістиковано в одній площині з решетом Б1 І приймає від нього крупне зерно і великі домішки. Розмір отворів підбирають так, щоб все зерно могло бути виділено проходом, а великі домішки, включаючи колосся, сходженням з решета виділяються в окрему фракцію. Щоб великі зерна основної культури не падали відходи, площа поверхні решета Б2 Повинна бути покрита зерном лише на 60-80 % його довжини. Його розмір повинен бути трохи більше, ніж у приймального решета. Якщо сходженням з колосового решета разом з великими домішками йде деяка кількість зерна, необхідно використовувати решето з отворами більшого розміру. Якщо в прохід надходить частина великої домішки, то зменшують розмір отворів цього решета.
Подсевное решето В Є першим решетом нижнього ярусу і самим дрібним по розміру. Воно сприймає половину потоку зерна, що надходить у машину і минулого проходом через отвори фракційного решета Б1. На подсевном решеті необхідно виділити проходом через отвори можливо більшу частину дрібних домішок і піску, але без зерен основної культури. Середні і дрібні насіння основної культури направляються сходженням по решету В на суміжне сортувальне сито Р. Якщо через подсевное решето будуть провалюватися зерна основної культури, то його слід замінити на решето з меншим розміром отворів, і навпаки, якщо частина дрібних домішок залишиться на решеті, підбирають решето з великими отворами..
Сортувальне сито Р має дещо більший розмір, ніж подсевное решето В. Це забезпечує виділення на ньому проходом через отвори дрібних і щуплих зерен основної культури, а сходженням – очищеного зерна. Таким чином, чисте зерно виділяється проходом через отвори решета Б2 і сходженням з решета Р. Обидва ці потоки очищеного зерна об'єднуються разом при виході з зерноочисної машини. Решето Р сортує зерно на дві фракції: І сорт (продовольче зерно) та ІІ сорт (фуражне зерно). Розміри сортувального решета слід зменшити, якщо через нього проходять повноцінні зерна. Якщо ж сходженням з нього дрібні і щуплі зерна потрапляють в зерно 1 сорту, то підбирають більш велике решето.
На підставі наукового та виробничого досвіду для сепарування зернової маси різних культур визначено оптимальні набори решіт за формою і розміром отворів. Таблиці наборів решіт наводяться в технічному паспорті на кожну машину. Враховуючи, що середній розмір зерен однієї культури і сорту змінюється в широких межах залежно від району вирощування та інших факторів, рекомендації по підбору решіт наводяться з певним діапазоном розмірів робочих отворів. Тому для забезпечення найбільшого ефекту сепарування кожен раз необхідно підбирати решета стосовно до особливостей даної партії зерна. У виробничих умовах це досягається проведенням пробної очищення конкретної зернової суміші.
Для забезпечення збалансованості пропускної здатності решіт слід враховувати, що продуктивність решіт з довгастими отворами вище, ніж решіт з круглими отворами. Отже, краще використовувати решета з продовгуватими отворами. Однак решета з круглими отворами мають деяку перевагу за якістю сепарування. При використанні їх як решета Б2 забезпечується більш ретельне виділення сходом грубих домішок довгастої форми. Подсевные решета з круглими отворами краще виділяють половинки зерен.
Якщо дозволяє технологічна схема очищення зерна, доцільно в одну машину встановлювати тільки решета з продовгуватими або тільки з круглими отворами. Це обумовлено тим, що оптимальна частота коливань решіт з прямокутними і з круглими отворами неоднакова. При послідовній роботі двох повітряно-решітних зерноочисних машин доцільно в одній з них використовувати тільки решета з продовгуватими отворами, а в іншій – з круглими.
При проведенні первинної очистки зерна в повітряно-решітних зерноочисних машинах не завжди вдається виділити з зернової маси довгі і короткі домішки. З цією метою застосовують Триерование – розділення зернової суміші по довжині частинок в триерах, що мають робочі органи з пористою поверхнею. З допомогою трієра можна розділити зернову суміш на фракції з різною довжиною зерна навіть за умови, що всі інші розміри зерен однакові.
У зерноочисних машинах сільськогосподарського типу використовують циліндричні трієри з пористою поверхнею внутрішньої сторони циліндра. Робочий елемент трієра – осередок. Клітинки штампують на сталевих листах у вигляді півсфери або кишені з максимально можливою густотою розміщення.
При надходженні зернової суміші в обертовий циліндр трієра короткі частинки, довжина яких менше діаметра осередків, западають в них і захоплюються вгору. При досягненні певного кута повороту циліндра частинки випадають з комірок в спеціальний лоток, по якому потім виводяться з трієра. Довгі зерна не вміщаються в комірки, ковзають по внутрішній поверхні циліндра і сходом виводяться з трієра.
Трієри, що застосовуються для очищення зерна пшениці та жита від коротких домішок (куколю, гречишки) і битих зерен, називають Куколеотборниками. Діаметр осередків таких трієрів становить 3-5 мм. Виділені короткі домішки потрапляють у фракцію проходу через лоток трієра, а сходженням з трієру йде вже очищене зерно.
При очищенні зерна пшениці та жита від довгих домішок (вівсюга, вівса) застосовують Овсюгоотборники з робочим розміром ячей 8-11 мм, а для відбору ячменю – з діаметром ячей 7-9 мм. Великі осередки трієра-овсюгоотборника захоплюють зерна пшениці або жита і утворюють фракцію проходу, що складається з основного зерна, а сходженням з циліндру трієра йдуть більш довгі зерна вівса, вівсюга та ячменю. Схема роботи трієрів показана на рис. 2.2.
А Б
Рис. 2.2. Схема роботи трієрів для видалення:
а – довгих; б – коротких домішок.
Товщина зернового шару в трієрному циліндрі залежить від виконуваної технологічної операції по видаленню довгих або коротких домішок. При роботі трієра-овсюгоотборника щодо виділення із зернової суміші довгих домішок (вівса, вівсюга) подача повинна бути такою, щоб по всій довжині циліндра був достатній шар зерна (подушка). Для цього в кінці циліндра встановлюють підпірне кільце (діафрагму). При її відсутності в останній третині циліндра, як правило, значно зменшується кількість зернової суміші, і в лоток починають потрапляти довгі зерна. Якщо ж подача зернової суміші буде більше оптимальної, то частина повноцінного зерна буде йти разом з довгими домішками.
При виділенні коротких домішок шар зерна в циліндрі повинен бути більш тонким, щоб комірчаста поверхня трієра змогла зернової маси можливо повніше вибрати короткі домішки. При перевантаженні трієра значна частина коротких домішок залишиться в основному зерні, а при недостатній подачі частина основного зерна буде потрапляти в лоток разом з короткими домішками. Завантаження зерна в триерные циліндри регулюють заслінками живильних пристроїв.
Правильна установка прийомних лотків триерных циліндрів – це також одна з основних регулювань якості їх роботи. Тільки певне (середнє) положення лотка, яке по-різному для кожного конкретного випадку, може забезпечити оптимальний технологічний ефект сепарування. Це положення лотка визначається багатьма факторами, в тому числі розміром і формою ячей трієра, швидкістю його обертання, особливостями зерна і домішок за розмірами, формою, характером поверхні, вологості та інших показників, які впливають на сипкість зернової маси, її розпушеність і інтенсивність перемішування.
Частота обертання серійних триерных циліндрів діаметром 600 мм при обробці більшості зернових культур – 40-45 оборотів в хвилину, при сепаруванні дрібнонасіннєвих культур і зерна рису – 30-40 оборотів в хвилину.
У складі технологічних ліній очищення зерна і насіння трієри застосовують у вигляді блоків з декількох циліндрів. Це дозволяє збільшити продуктивність і одночасно проводити очищення від коротких і довгих домішок. Наприклад, у серійному трієрному блоці ЗАВ‑10.90.000 є 4 циліндра, встановлених на одній рамі у два ряди і на два яруси. У верхніх циліндрах проводять очищення зернової маси від довгих домішок, далі зерно надходить у нижні циліндри, де відбувається його очищення від коротких домішок.
Кращим стаціонарним зерноочищувальних агрегатом для первинної очистки зерна в господарствах в даний час є ЗАВ. Наприклад, ЗАВ-40 має паспортну продуктивність 40 т/год (по зерну пшениці). Він складається з двох паралельних технологічних ліній, кожна з яких включає високопродуктивну машину первинної очищення ЗВС-20, триерный блок і відцентрово-пневматичний сепаратор. Агрегат може одночасно обробляти два різні партії зерна. Для цього приймальний бункер необхідно розділити перегородкою на дві секції. Встановлений комплект обладнання дозволяє організувати шість технологічних схем очищення зерна. В основному варіанті з використанням всіх зерноочисних пристроїв технологічний процес включає наступні операції. На зерноочисної машини ЗВС-20 з зернової маси видаляють легкі, дрібні і великі домішки, які надходять у секцію відходів. Проходом через сортувальне сито формується фуражна фракція, яка самопливом надходить в окремий бункер. Потім очищене зерно подається проміжним шнеком і норією у відцентрово-пневматичний сепаратор, який поділяє його на дві або три фракції. Сама легка фракція направляється в бункер фуражу, найважча – в бункер очищеного зерна, і проміжна – на доопрацювання в триерный блок (при очищенні насіння). При обробці продовольчого зерна, якщо не потрібне очищення від вівсюга, сепаратор налаштовують на розділення зернової маси на дві фракції. У цьому випадку фракція основного зерна направляється в бункер чистого зерна, минаючи трієри, а друга фракція надходить у бункер фуражного зерна.
Вторинна очистка зерна і насіння.
Машини вторинної очищення застосовують в основному для обробки зерна насінного призначення, що пройшов первинну очистку. На цих машинах можна за один пропуск довести насіння по чистоті до норм I і II класів посівного стандарту, якщо відсутні трудноотделимые домішки, для виділення яких необхідні спеціальні машини.
Вторинну очистку насіння проводять у складних повітряно-решітних машинах з поділом зернової маси на чотири фракції: насіння, зерно II сорту, аспіраційні відходи і великі домішки, дрібні домішки. Втрати насіння основної культури у всі фракції домішок не повинні перевищувати 1 % і потрапляння повноцінних насіння у II сорт не більше 3 % від маси насіння основної культури у вихідному матеріалі. Загальна дроблення насіння допускається в межах до 1 %. Для витримування встановлених нормативів втрат зернова маса для вторинного очищення повинен мати вологість не вище 18 %, містити домішок всього до 8 %, у тому числі смітної до 3 %.
Для вторинного очищення використовують стаціонарні машини СВУ-5, СВУ-5А, СВУ-10. Їх встановлюють у складі насінняочисні приставок СП-10, СП-10А, а також в потокових лініях семяобрабативающіх підприємств. Ці машини можуть працювати за кількома технологічними схемами. Вони мають два решітних стану, верхній з прохідними (1-й ярус) і сортувальними (2-й ярус) решетами і нижній з подсевными (3-й ярус) решетами, що дозволяє виділяти більше повноцінних насіння, ніж при первинному очищенні зерна. Така схема роботи в три яруси дає можливість розширити площу подсевных і сортувальних решіт, поліпшити якість виділення дрібних домішок, а також дрібного та щуплого зерна основної культури. Також для вторинної очистки в умовах сільськогосподарських підприємств широко застосовуються машини фірми «Петкус» і СМ-4.
Спеціальні способи очищення зерна і насіння.
Деякі домішки, що відносяться до трудноотделимым, не представляється можливим ефективно виділити за допомогою повітряно-решітних зерноочисних машин і трієрів. Зазвичай ці компоненти зернової маси мало відрізняються від насіння основної культури за розмірами та аеродинамічними властивостями. В першу чергу це пророслі, недорозвинені, голі (у плівчастих культур) насіння основної культури, фузариозные і сажкові зерна, насіння деяких видів бур'янів та ін Тим не менш, у них є специфічні ознаки, за якими такі компоненти відрізняються від повноцінного зерна основної культури. На цих відмінностях і засновані спеціальні способи очищення.
Пневмовибрационное сепарування зерна.
Найбільш суттєвих ознакою подільності зернових сумішей з трудноотделимыми компонентами є різниця Щільності ендосперму у цих насіння. Для їх виділення використовують пневматичні Сортувальні столи (мал. 2.3).
По щільності компоненти зернової маси поділяють на деці 4, що представляє собою раму, обтягнуту решетным полотном (сіткою 2), у якої регулюється нахил у поздовжньому і поперечному напрямках. Знизу через сітку подається повітряний потік, швидкість якого регулюється заслінкою на патрубку вентилятора 8. З допомогою електродвигуна 11, вібратора 12 і шатуна 13 дека отримує коливальні рухи, регульовані по частоті та амплітуді. Регулюванням по цим параметрам забезпечують заповнення площі поверхні деки рівним шаром зерна невеликої висоти через завантажувальне вікно 1.
Під дією коливань і повітряного потоку зернова маса приводиться в стан киплячого (псевдозрідженим) шару. При цьому вона розшаровується. Насіння з меншою щільністю як би спливають на поверхню, а більш щільні і важкі опускаються вниз і приходять в зіткнення з ґратами. Нижній шар насіння в результаті зчеплення з декою (сил тертя) і сили інерції переміщається в напрямку коливань деки. Верхній шар легких зерен, що не має зчеплення з декою, під дією сили тяжіння стікає в бік опущеного краю деки. Таким чином, схід з деки більш щільний і менш щільних зерен відбувається в різних місцях. Проміжна по щільності фракція насіння, що займає середнє положення між верхнім і нижнім шарами, має своє місце сходження з деки.
Рис. 2.3. Пневматичний сортировальный стіл ПСС-2,5
При використанні пневмосортировального столу можна отримати будь-яке число фракцій з різною густиною насіння. При виділенні, наприклад, плодів дикої редьки з пшениці кордон розділу сходу фракцій встановлюють так, щоб при максимальному виході основної продукції залишкове кількість домішок в ній не перевищував нормативів стандарту на посівні якості насіння.
Пневмосортировальный стіл – машина найбільш тонкого регулювання сепарування. Якість роботи і продуктивність машини залежать від частоти коливань деки, швидкості повітряного потоку, амплітуди коливань, поздовжнього і поперечного кутів нахилу деки, правильності установки дільників на розвантажувальної краю деки. Найкращі умови роботи забезпечуються при максимально можливою частотою коливань деки (400-550 в хвилину). При недостатній частоті коливань деки маса насіння товстим шаром стікає до проводу, опущеного її краю, а в разі перевищення частоти коливань – спрямовується до місця сходження важкої фракції, уздовж деки і вгору.
Збільшення поздовжнього кута нахилу деки зменшує швидкість переміщення матеріалу до кромки сходу важкої фракції, а малий кут нахилу її збільшує. У пневмосортировального столи ПСС-2,5 приблизний діапазон поздовжнього кута нахилу деки при очищенні пшениці 5-6,5°, а дрібнонасіннєвих культур 1,5-5°.
Збільшення поперечного кута нахилу деки викликає прискорений схід легкої фракції і разом з нею частини повноцінного зерна і навпаки. При обробці зерна пшениці поперечний кут нахилу деки 1-2°, для дрібнонасіннєвих культур 0,5-3°. Амплітуда коливань деки 4-6 мм для пшениці і 2-5 мм при очищенні дрібнонасіннєвих культур.
Швидкість повітряного потоку регулюють так, щоб при оптимальній товщині шару зерна (45-60 мм для крупносемянних і 25-30 мм для мелкосемяиных культур) на деці поблизу завантажувального лотка воно рівномірно розподілялося по деці і знаходилося в стані злегка киплячого шару. У цьому випадку спливає легка фракція, а важка фракція ковзає по сітці. Якість роботи коригують на основі аналізу контрольних проб по виходах розсортованої продукції.
Сепарування зерна і насіння за формою і станом поверхні.
Зернову суміш на фракції можна розділити на основі відмінності її компонентів по величині тертя частинок про яку-небудь поверхню. По різниці в коефіцієнті тертя відокремлюють не тільки домішки, але і неповноцінні насіння даної культури. Можливо також поділ на фракції повноцінних насіння з урахуванням їх відмінностей за формою.
Сепарування зернової маси проводять на рухомою або нерухомою похилій поверхні, виготовленої з матеріалів з різними фрикційними властивостями. Найпростішим робочим органом є Гвинтова гірка (змійка) для поділу округлих і плоских або довгастих насіння, наприклад, горохо-вівсяної і вико-пшеничного сумішей. При скачуванні по похилій гвинтовий площині насіння вики і гороху набувають велику швидкість і інерцію, ніж ковзні насіння вівса або пшениці. Насіння утворюють зміщені по відношенню один до одного потоки, які з допомогою перегородок вловлюють і направляють у різні приймальні пристрої. Сепарування на гвинтових змійках – обов'язкова операція в господарствах, які займаються насінництвом вики і гороху.
Насіння багатьох бур'янів відрізняються від насіння основної культури з фрикційним властивостями (відмінність в кутах тертя). Такі домішки виділяють на Фрикційних сепараторах (полотняних гірках). Кут нахилу полотняній гірки підбирають так, щоб він перевищував кут тертя гладких насіння і був менше кута тертя шорстких насіння. При цьому шорстке насіння захоплюються полотном вгору, а гладкі зісковзують або скочуються вниз.
Гірка добре працює, коли на поверхню полотна надходить тонкий шар насіння, що визначає її невелику продуктивність. Для забезпечення більш ефективного поділу насіннєвої суміші застосовують гірки з декількох секцій (площин), розташовуючи їх одна над іншою. Секції можуть працювати паралельно або послідовно. У першому випадку поліпшується якість очищення, у другому – збільшується продуктивність. Наприклад, бурякова гірка має чотири паралельно працюючі полотна, що мають кут нахилу 19-28° і лінійну швидкість 0,5-0,7 м/с. Очищені насіння з усіх полотен надходять в одне приймальне пристрій (рис. 2.4).
Вихідна суміш насіння
Насіння з меншим кутом тертя
Насіння з великим кутом тертя
Рис. 2.4. Технологічна схема полотняній гірки (фрикційного сепаратора)
1 – приймальний бункер; 2 – скребковий транспортер; 3 – полотняні транспортери; 4 – шнеки; 5 – щітки
Сепарування насіння у електромагнітних установках.
Насіння люцерни, конюшини, льону важко відокремити в повітряно-решітних і триерных установках від насіння таких злісних бур'янів, як повитиця, полови, волошка, гірчак повзучий, подорожник. Ці насіння бур'янів успішно виділяють магнітним способом в спеціальних електромагнітних насінняочисні машинах (рис. 2.5).
Суміш насіння попередньо обробляють невеликою кількістю магнітного порошку, який добре прилипає до шорсткої (ворсистою поверхні насіння смітних рослин і майже не пристає до гладенької поверхні насіння зазначених культурних рослин. Підготовлену суміш насіння і порошку подають на поверхню обертового електромагнітного барабану машини, який притягує і утримує певну частину шляху тільки насіння з магнітним порошком. Таким чином, з поверхні барабана першими зісковзують і виводяться з машини повноцінні насіння основної культури, потім проміжна фракція пошкоджених і менш виконаних насіння основної культури та частково насіння бур'янистих рослин, що містять на оболонках невелику кількість порошку, і в останню чергу насіння бур'янистих рослин з шорсткою поверхнею. Проміжну фракцію при необхідності обробляють повторно.
Рис. 2.5. Технологічну схему електромагнітної машини семяочистительной
1 – електромагнітний барабан; 2 – транспортер; 3 – шнек; 4 – приймальний бункер; 5 – апарат дозування порошку; 6 – зволожувач; 7 – змішувальні шнеки; / — очищені насіння першого сорту; // — насіння другого сорту; /// — відходи.
Застосовуваний магнітний порошок складається з суміші, що включає 80 % окису-закису заліза і 20 % крейди. Витрата порошку 1-2,5 % від маси насіння. Якщо в складі домішки знаходяться насіння бур'янистих рослин, до яких погано прилипає магнітний порошок (гірчак повзучий, подорожник та ін), вихідну суміш насіння попередньо трохи зволожують і потім змішують з порошком.
Особливості очищення зерна і насіння окремих культур.
Очищення зерна пшениці. Зерно пшениці очищають на сепараторах з застосуванням решіт з наступними розмірами отворів: верхніх (прохідних) Б1 і Б2 з круглими отворами – 5,0-7,0 мм, з довгастими – 3,2-4,0 мм; нижніх (подсевных і сортувальних) з круглими – 2,0-2,5 мм, з довгастими – 1,7-2,2 мм Для підвищення ефекту очищення, особливо насіннєвого зерна, застосовують фракційне сепарування з використанням подсевных решіт з отворами розміром 2,2 × 20 мм. Сходженням з цих решіт йде крупне зерно, а проходом – дрібне, яке потім очищають в іншому сепараторі з розміром отворів подсевных решіт 1,7 × 20 мм. В пневмосепарирующих каналах сепараторів встановлюють швидкість повітряного потоку 5,5-6,5 м/с. Очищення великої фракції пшениці від довгих домішок (вівса, вівсюга та ін) проводять у триерах з ячеями 8,0-9,0 мм
Із зернової маси пшениці насіння дикої редьки виділяють на решетах з трикутними отворами з розміром сторін 5,0-6,0 мм, в триерах з ячеями 4,5-5,0 мм і на пневмосортіровальних столах. При наявності в основному зерні після очищення в сепараторі підвищеного вмісту дрібних насіння бур'янів проводять додаткову обробку в трієрі-куколеотборнике для виділення коротких домішок. Дрібну фракцію зерна при необхідності також направляють в куколеотборник для виділення дрібних насіння бур'янистих рослин. До дрібної фракції відносять зерно, що отримується проходом через решета з отворами розміром 2 × 20 мм або 2,2 × 20 мм і сходженням з решіт з отворами розміром 1,7 × 20 мм. У зазначеній фракції вміст зерен пшениці, які відносять до основного зерна і зернової домішки, повинно бути не менше 85 % від маси всього зерна разом з домішками, наявність смітної домішки не більше 5 %.
Очищення зерна жита. В сепараторах встановлюють решета наступних розмірів: верхнє – з круглими отворами 4,0-6,5 мм, з довгастими 3,0-3,5 мм; нижні – з круглими 2,0-2,5 мм, з довгастими 1,5-1,7 мм
Очищення зерна ячменю. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 5,0-8,0 мм, довгасте 3,5-5,0 мм; нижнє – круглі 2,5-2,8 мм, довгасте 2,0-2,4 мм. Для виділення вівса, вівсюга та інших довгих домішок велику фракцію ячменю, отриману сходженням з подсевного сита, обробляють триерах з ячеями діаметром 8,5-11,2 мм, а для виділення коротких домішок (кукіль, горошок, бите зерно) дрібну фракцію ячменю обробляють в триерах з ячеями діаметром 4,5-7,1 мм. Для більш повного виділення з ячменю мішечків сажки рекомендується зменшити продуктивність сепараторів, збільшити швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах до 8 м/с і застосувати дворазовий пропуск зерна через трієри з ячеями діаметром 8,5 мм
Очищення зерна вівса. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 5-6 м/с Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 5,5-6,0 мм, довгасте 2,6-3,0 мм; нижнє – круглі 2,0-2,5 мм, довгасте 1,7-2,0 мм Для очищення від довгих домішок, головним чином вівсюга, використовують трієри з ячеями діаметром 14-16 мм, а від коротких домішок – з ячеями діаметром 8,0-9,5 мм
Очищення зерна кукурудзи. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 8-9 м/с Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 9,0-10,0 мм, довгасте 6,0-8,0 мм; нижнє – круглі 5,0-6,0 мм, довгасте 3,0-4,0 мм
Очищення зерна проса. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 4,5-5,5 м/с Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 3,0-4,0 мм, довгасте 2,0-2,2 мм; нижнє – круглі 1,8-2,0 мм, довгасте 1,3-1,5 мм.
Очищення зерна рису. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 5,5-6,0 мм, довгасте 3,0-3,5 мм; нижнє – круглі 2,5-3,0 мм, довгасте 2,0-2,5 мм.
Очищення зерна гречки. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 4,5-5,5 м/с Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 5,0-6,5 мм, довгасте 3,0-4,0 мм; нижнє – круглі 2,5-3,5 мм, Трикутні (сортувальні) 5,0-6,0 мм.
Очищення насіння гороху. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 8-12 м/с Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 8,0-9,0 мм, довгасте 6,0-7,0 мм; нижнє – круглі 3,5-5,0 мм, довгасте 2,4-4,0 мм Для вилучення худеньких і пошкоджених шкідниками (горохової зернівкою) насіння гороху доцільно застосовувати пневмосортировальные столи і пневмосепаратори.
Очищення насіння соняшнику. Швидкість повітряного потоку в пневмосепарирующих каналах 4,5-5,5 м/с. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 8,0-10,0 мм, довгасте 4,0-5,5 мм; нижнє – круглі 2,5-3,5 мм, довгасте 2,0-2,4 мм
Очищення насіння ріпаку та гірчиці. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 2,0-2,8 мм, довгасте 1,8-2,0 мм; нижнє – круглі 1,3-1,5 мм, довгасте 1,1-1,2 мм.
Очищення насіння люцерни. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 1,5-2,0 мм, довгасте 1,2-1,5 мм; нижнє – круглі 1,1-1,3 мм, довгасте 0,6-0,8 мм. Обов'язково проводиться очищення на електромагнітних машинах для видалення насіння березки і подорожника.
Очищення насіння еспарцету. Розміри отворів решіт сепаратора: верхні – круглі 5,0-6,0 мм, довгасте 4,0-5,0 мм; нижнє – круглі 3,0-3,5 мм, довгасте 2,2-2,4 мм
Класифікація побічних продуктів і зернових відходів, одержуваних при очищенні зерна.
Побочные продукты: зерновая смесь от первичной очистки, содержащая свыше 50, но менее 85 % зерен продовольственных (включая крупяные), кормовых и бобовых культур, относимых по стандарту к основному зерну или зерновой примеси. Побочные продукты используют на кормовые цели, на выработку комбикормов для взрослых жвачных животных.
Отходы:
І категория – зерновые отходы с содержанием зерна свыше 10 до 50 % включительно;
ІІ категория – зерновые отходы с содержанием зерна свыше 2 до 10 %, а также стержни початков кукурузы, кукурузная пленка, лузга гороховая, лузга мягкая овсяная и ячменная, полова;
ІІІ категория – отходы от очистки зерна, содержащие зерна не более 2 %, соломистые частицы, пыль аспирационная.
При наличии в побочном продукте зерновой смеси от первичной обработки, а также в отходах свыше 10 % зерен пшеницы или ржи или свыше 20 % зерен других культур, относимых стандартами на эти культуры к основному зерну, указанные побочные продукты и зерновые отходы подлежат дополнительной обработке с целью извлечения из них основного зерна.
Зернові відходи і та ІІ категорій використовуються на кормові цілі. Відходи III категорії (некормові) підлягають знищенню та списання в установленому порядку.
Дуже важливо при очищенні правильно організувати облік виходу зерна продовольчої (І сорт), фуражного зерна (ІІ сорт), побічних продуктів і зерновідходів з метою підвищення економічної ефективності зернового господарства та запобігання зловживань.
Інші статті
