Анализ аппаратурного оформления зерна

                     

      А               Б

Рис. 2.5 – Схема работы триеров для удаления:

а – коротких; б – длинных примесей.

Толщина зернового слоя в триерном цилиндре зависит от выполняемой  технологической операции по удалению длинных или коротких примесей. При работе триера-овсюгоотборника по выделению из зерновой смеси длинных примесей (овса, овсюга) подача должна быть такой, чтобы по всей длине цилиндра имелся достаточный слой зерна (подушка). Для этого в конце цилиндра устанавливают подпорное кольцо (диафрагму). При ее отсутствии в последней трети цилиндра, как правило, значительно уменьшается количество зерновой смеси, и в лоток начинают попадать длинные зерна. Если же подача зерновой смеси будет больше оптимальной, то часть полноценного зерна будет уходить вместе с длинными примесями.

При выделении коротких примесей слой зерна в цилиндре должен быть более тонким, чтобы ячеистая поверхность триера смогла из зерновой массы возможно полнее выбрать короткие примеси. При перегрузке триера значительная часть коротких примесей останется в основном зерне, а при недостаточной подаче часть основного зерна будет попадать в лоток вместе с короткими примесями. Загрузку зерна в триерные цилиндры регулируют заслонками питающих устройств.

Правильная установка приемных лотков триерных цилиндров – это также одна из основных регулировок качества их работы. Только определенное (среднее) положение лотка, которое различно для каждого конкретного случая, может обеспечить оптимальный технологический эффект сепарирования. Это положение лотка определяется многими факторами, в том числе размером и формой ячей триера, скоростью его вращения, особенностями зерна и примесей по размерам, форме, характеру поверхности, влажности и другим показателям, которые влияют на сыпучесть зерновой массы, ее разрыхленность и интенсивность перемешивания.

Частота вращения серийных триерных цилиндров диаметром 600 мм при обработке большинства зерновых культур – 40-45 оборотов в минуту, при сепарировании мелкосемянных  культур и зерна риса – 30-40 оборотов в минуту.

В составе технологических  линий очистки зерна и семян  триеры применяют в виде блоков из нескольких цилиндров. Это позволяет  увеличить производительность и  одновременно производить очистку  от коротких и длинных примесей. Например, в серийном триерном блоке ЗАВ-10.90.000 имеется 4 цилиндра, установленных на одной раме в два ряда и в два яруса. В верхних цилиндрах проводят очистку зерновой массы от длинных примесей, далее зерно поступает в нижние цилиндры, где происходит его очистка от коротких примесей.

Лучшим стационарным зерноочистительным агрегатом для  первичной очистки зерна в  хозяйствах в настоящее время  является ЗАВ. Например, ЗАВ-40 имеет  паспортную производительность 40 т/ч (по зерну пшеницы). Он состоит из двух параллельных технологических линий, каждая из которых включает высокопроизводительную машину первичной очистки ЗВС-20, триерный блок и центробежно-пневматический сепаратор. Агрегат может одновременно обрабатывать две различные партии зерна. Для этого приемный бункер необходимо разделить перегородкой на две секции. Установленный комплект оборудования позволяет организовать шесть технологических схем очистки зерна. В основном варианте с использованием всех зерноочистительных устройств технологический процесс включает следующие операции. На зерноочистительной машине ЗВС-20 (рис 2.6) из зерновой массы удаляют легкие, мелкие и крупные примеси, которые поступают в секцию отходов. Проходом через сортировочное решето формируется фуражная фракция, которая самотеком поступает в отдельный бункер. Затем очищенное зерно подается промежуточным шнеком и норией в центробежно-пневматический сепаратор, который разделяет его на две или три фракции. Самая легкая фракция направляется в бункер фуража, самая тяжелая – в бункер очищенного зерна, и промежуточная – на доработку в триерный блок (при очистке семян). При обработке продовольственного зерна, если не требуется очистка от овсюга, сепаратор настраивают на разделение зерновой массы на две фракции. В этом случае фракция основного зерна направляется в бункер чистого зерна, минуя триеры, а вторая фракция поступает в бункер фуражного зерна.

Рис. 2.6 – машина ЗВС – 20А

 

 

 

 

2.4 Вторичная очистка зерна и семян

 

Машины вторичной очистки  применяют в основном для обработки  зерна семенного назначения, прошедшего первичную очистку. На этих машинах можно за один пропуск довести семена по чистоте до норм I и II классов посевного стандарта, если отсутствуют трудноотделимые примеси, для выделения которых необходимы специальные машины.

Вторичную очистку семян проводят в сложных воздушно-решетных машинах с разделением зерновой массы на четыре фракции: семена, зерно II сорта, аспирационные отходы и крупные примеси, мелкие примеси. Потери семян основной культуры во все фракции примесей не должны превышать 1 % и попадание полноценных семян во II сорт не более 3 % от массы семян основной культуры в исходном материале. Общее дробление семян допускается в пределах до 1 %. Для выдерживания установленных нормативов потерь зерновая масса для вторичной очистки должен иметь влажность не выше 18 %, содержать примесей всего до 8 %, в том числе сорной до 3 %.

Для вторичной очистки  используют стационарные машины СВУ-5, СВУ-5А, СВУ-10. Их устанавливают в  составе семяочистительных приставок  СП-10, СП-10А, а также в поточных линиях семяобрабатывающих предприятий. Эти машины могут работать по нескольким технологическим схемам. Они имеют два решетных стана, верхний с проходными (1-й ярус) и сортировочными (2-й ярус) решетами и нижний с подсевными (3-й ярус) решетами, что позволяет выделять больше полноценных семян, чем при первичной очистке зерна. Такая схема работы в три яруса дает возможность расширить площадь подсевных и сортировочных решет, улучшить качество выделения мелких примесей, а также мелкого и щуплого зерна основной культуры. Также для вторичной очистки в условиях сельскохозяйственных предприятий широко применяются машины фирмы «Петкус» и СМ-4.

Специальные способы  очистки зерна и семян.

Некоторые примеси, относящиеся  к трудноотделимым, не представляется возможным эффективно выделить при помощи воздушно-решетных зерноочистительных машин и триеров. Обычно эти компоненты зерновой массы мало отличаются от семян основной культуры по размерам и аэродинамическим свойствам. В первую очередь это проросшие, недоразвитые, голые (у пленчатых культур) семена основной культуры, фузариозные и головневые зерна, семена некоторых видов сорняков и др. Тем не менее, у них имеются специфические признаки, по которым такие компоненты отличаются от полноценного зерна основной культуры. На этих различиях и основаны специальные способы очистки.

Пневмовибрационное сепарирование  зерна.

Наиболее существенным признаком делимости зерновых смесей с трудноотделимыми компонентами является различие плотности эндосперма у этих семян. Для их выделения используют пневматические сортировальные столы (рис. 2.7).

Рис. 2.7 - Пневматический сортировальный стол ПСС-2,5

По плотности компоненты зерновой массы разделяют на деке 4, представляющей собой раму, обтянутую решетным полотном (сеткой 2), у которой регулируется наклон в продольном и поперечном направлениях. Снизу через решетку подается воздушный поток, скорость которого регулируется заслонкой на патрубке вентилятора 8. С помощью электродвигателя 11, вибратора 12 и шатуна 13 дека получает колебательные движения, регулируемые по частоте и амплитуде. Регулировкой по этим параметрам обеспечивают заполнение площади поверхности деки ровным слоем зерна небольшой высоты через загрузочное окно 1.

Под действием колебаний  и воздушного потока зерновая масса  приводится в состояние кипящего (псевдоожиженного) слоя. При этом она расслаивается. Семена с меньшей плотностью как бы всплывают на поверхность слоя, а более плотные и тяжелые опускаются вниз и приходят в соприкосновение с решеткой. Нижний слой семян в результате сцепления с декой (сил трения) и силы инерции перемещается в направлении колебаний деки. Верхний слой легких зерен, не имеющий сцепления с декой, под действием силы тяжести стекает в сторону опущенного края деки. Таким образом, сход с деки более плотных и менее плотных зерен происходит в разных местах. Промежуточная по плотности фракция семян, занимающая среднее положение между верхним и нижним слоями, имеет свое место схода с деки.

При использовании пневмосортировального  стола можно получить любое число  фракций с разной плотностью семян. При выделении, например, плодов дикой редьки из пшеницы границу раздела схода фракций устанавливают так, чтобы при максимальном выходе основной продукции остаточное количество примеси в ней не превышало нормативов стандарта на посевные качества семян.

Пневмосортировальный  стол – машина наиболее тонкой регулировки  сепарирования. Качество работы и производительность машины зависят от частоты колебаний  деки, скорости воздушного потока, амплитуды  колебаний, продольного и поперечного углов наклона деки, правильности установки делителей на разгрузочной кромке деки. Наилучшие условия работы обеспечиваются при максимально возможной частоте колебаний деки (400-550 в минуту). При недостаточной частоте колебаний деки масса семян толстым слоем стекает к опущенному ее краю, а в случае превышения частоты колебаний – устремляется к месту схода тяжелой фракции, вдоль деки и вверх.

Увеличение продольного  угла наклона деки уменьшает скорость перемещения материала к кромке схода тяжелой фракции, а малый угол наклона ее увеличивает. У пневмосортировального стола  ПСС-2,5 примерный диапазон продольного угла наклона деки при очистке пшеницы 5-6,5, а мелкосемянных культур 1,5-5.

Увеличение поперечного  угла наклона деки вызывает ускоренный сход легкой фракции и вместе с ней части полноценного зерна и наоборот. При обработке зерна пшеницы поперечный угол наклона деки 1-2°, для мелкосемянных культур 0,5-3°. Амплитуда колебаний деки 4-6 мм для пшеницы и 2-5 мм при очистке мелкосемянных культур.

Скорость воздушного потока регулируют так, чтобы при оптимальной толщине слоя зерна (45-60 мм для крупносемянных и 25-30 мм для мелкосемяиных культур) на деке вблизи загрузочного лотка оно равномерно распределялось по деке и находилось в состоянии слегка кипящего слоя. В этом случае всплывает легкая фракция, а тяжелая фракция скользит по сетке. Качество работы корректируют на основе анализа контрольных проб по выходам рассортированной продукции.

Сепарирование зерна  и семян по форме и состоянию поверхности.

Зерновую смесь на фракции можно разделить на основе различия ее компонентов по величине трения частиц о какую-либо поверхность. По разности в коэффициенте трения отделяют не только примеси, но и неполноценные семена данной культуры. Возможно также разделение на фракции полноценных семян с учетом их различий по форме.

Сепарирование зерновой массы проводят на подвижной или  неподвижной наклонной поверхности, изготовленной из материалов с различными фрикционными свойствами. Простейшим рабочим органом является Винтовая горка (змейка) для разделения округлых и плоских или продолговатых семян, например, горохо-овсяной и вико-пшеничной смесей. При скатывании по наклонной винтовой плоскости семена вики и гороха приобретают большую скорость и инерцию, чем скользящие семена овса или пшеницы. Семена образуют смещенные по отношению друг к другу потоки, которые с помощью перегородок улавливают и направляют в разные приемные устройства. Сепарирование на винтовых змейках – обязательная операция в хозяйствах, занимающихся семеноводством вики и гороха.

Семена многих сорных растений отличаются от семян основной культуры по фрикционным свойствам (различии в углах трения). Такие примеси выделяют на Фрикционных сепараторах (полотняных горках). Угол наклона полотняной горки подбирают так, чтобы он превышал угол трения гладких семян и был меньше угла трения шероховатых семян. При этом шероховатые семена увлекаются полотном вверх, а гладкие соскальзывают или скатываются вниз.

Горка хорошо работает, когда  на поверхность полотна поступает  тонкий слой семян, что определяет ее небольшую производительность. Для обеспечения более эффективного разделения семенной смеси применяют горки из нескольких секций (плоскостей), располагая их одна над другой. Секции могут работать последовательно или параллельно. В первом случае улучшается качество очистки, во втором – увеличивается производительность. Например, свекловичная горка имеет четыре параллельно работающие полотна, имеющие угол наклона 19-28° и линейную скорость 0,5-0,7 м/с. Очищенные семена со всех полотен поступают в одно приемное устройство (рис. 2.8).

 Исходная смесь семян     Исходная смесь семян

Семена с меньшим углом трения

Семена с большим углом трения

Рис. 2.8 –  Технологическая схема полотняной горки (фрикционного сепаратора)

1. – приемный бункер; 2 – скребковый транспортер; 3 – полотняные транспортеры; 4 – шнеки; 5 – щетки

Сепарирование семян  в электромагнитных установках.

Семена люцерны, клевера, льна трудно отделить в воздушно-решетных и триерных установках от семян таких  злостных сорняков, как повилика, плевел, василек, горчак ползучий, подорожник. Эти семена сорняков успешно выделяют магнитным способом в специальных электромагнитных семяочистительных машинах (рис. 2.9).

Смесь семян предварительно обрабатывают небольшим количеством  магнитного порошка, который хорошо прилипает к шероховатой (ворсистой) поверхности семян сорных растений и почти не пристает к гладкой поверхности семян указанных культурных растений. Подготовленную смесь семян и порошка подают на поверхность вращающегося электромагнитного барабана машины, который притягивает и удерживает определенную часть пути только семена с магнитным порошком. Таким образом, с поверхности барабана первыми соскальзывают и выводятся из машины полноценные семена основной культуры, затем промежуточная фракция поврежденных и менее выполненных семян основной культуры и частично семян сорных растений, содержащих на оболочках небольшое количество порошка, и в последнюю очередь семена сорных растений с шероховатой поверхностью. Промежуточную фракцию при необходимости обрабатывают повторно.