Способи очищення та сортування - Технологічний процес післязбиральної обробки зерна у ВАТ -
Способи очищення та сортування
Очищення та сортування зерна засновані на відмінності розмірів, аеродинамічних властивостей, щільності, форми, стану поверхні, електропровідності, кольору та інших фізичних властивостей компонентів зернового вороху.
При попередньому очищенні втрати зерна у відходах повинні бути не більше 0,05 %, дроблення - 0,1 %, а повнота виділення бур'янів - не нижче 50 %. При первинному очищенні втрати повноцінного зерна повинні бути не більше 1,5 % у фуражних відходах та 0,05 % у домішках, дроблення – не більше l %, повнота виділення бур'янів – не нижче 60 %. При вторинному очищенні втрати насіння основної культури у відходах мають бути не більше 7 %, дроблення – не більше 0,8 %. Вторинна очистка має забезпечити підготовку насіння ІІ та І класів посівного стандарту, при яких чистота насіння становить відповідно 98 та 99 %, а схожість – 90 та 95 %.
З урахуванням великої різноманітності властивостей існує багато способів очищення.
Поділ насіння за розмірами. Будь-яке насіння має форму еліпсоїда, геометричні параметри якого визначаються трьома розмірами: товщиною, шириною та довжиною. Якщо розміри зерна суттєво відрізняються від розмірів частинок домішок, то поділ за цією ознакою можливий.
По т о л щі н е і ш і р і нєзерна поділяють на плоских або циліндричних гратах з отворами однакового розміру (довгастими або круглими).
Плоске решето поміщають у решітний стан, який підвішують до рами горизонтально або похило на пружинних або шарнірних підвісках і приводять в коливальний рух ексцентрика, кривошипа або колінчастого валу. Горизонтальне та похилий циліндричні решіта встановлюють на підшипниках і приводять у обертальний рух, авертикальне - у обертальне та коливальне. .Зернову купу подають на початок решета тонким шаром. Частинки починають рухатися його поверхнею і багато разів переміщаються над отворами. Якщо розміри зерен або частинок домішок менші за розміри отворів, то вони проходять крізь отвори і утворюють масу, звану прохід Пр, а якщо їх розміри більші, то вони сходять з поверхні решета і утворюють схід Сх. Зерна, розмір яких близький до розміру отвору, можуть застрягати і порушувати поділ. Щоб виключити такі випадки, решітки забезпечують щітковим чи кульковим очисником. Впливаючи на нижню поверхню решета, щітки виштовхують, а еластичні кульки ударами вибивають насіння, що застрягло.
Якість очищення зерна на плоских решітках залежить від кута їх нахилу, частоти та амплітуди коливань, а на циліндричних - від частоти обертання та кута нахилу. При великих значеннях цих параметрів зернова суміш рухається швидко швидко, частина зерна не встигає пройти крізь отвори, через що якість поділу знижується.
По товщинінасіння ділять на гратах з довгастими отворами. Крізь довгастий отвір може пройти тільки таке зерно, товщина якого менша за ширину отвору. Довжина зерна не має значення, вона завжди менша за довжину довгастого отвору. Так як ширина зерна завжди більша за товщину, то зерно, яке не проходить крізь довгастий отвір по товщині, тим більше не пройде по ширині. Розміри отворів вказані на полях решітки.
По ширинінасіння ділять на решетах з круглими отворами, Крізь круглий отвір зерно може пройти тільки в тому випадку, якщо його ширина менше діаметра отвору. Довжина та товщина зерна не перешкоджають його проходу крізь круглий отвір.
Под л і н енасіння ділять у дискових або циліндричних трієрах. Циліндричний трієр - це сталевий циліндр, що обертається з осередками на внутрішній поверхні і жолобом, встановленим усередині циліндра по всій його довжині. У жолобі обертається шнек. Зернову купу подають на внутрішню поверхню циліндра. Частинки починають ковзати поверхнею циліндра і взаємодіють із осередками. Дрібне і коротке насіння повністю занурюється в осередки, довге - частково. При повороті циліндра на невеликий кут (менше 90 °) з осередків випадають довгі зерна, а при подальшому повороті циліндра - короткі зерна, які падають у жолоб.
Принцип поділу зерен по довжині полягає в тому, що довгі зерна при повороті циліндра випадають із осередків раніше, ніж короткі.
Для одночасного виділення із зернового вороху довгих і коротких домішок застосовують два циліндри. Трієр виділення коротких домішок (ляльковий) забезпечений дрібними осередками, виділення довгих домішок (повсюдний) - великими. У осередки овсюжного трієра западають насіння основної культури, в осередки лялькового - короткі домішки.
При обертанні лялькового циліндра дрібні домішки піднімаються вище за край нерухомого жолоба і випадають з осередків у жолоб, з якого видаляються шнеком. Насіння основної культури переміщається дном циліндра до виходу. Овсюжний циліндр закидає насіння основної культури в жолоб, а довгі домішки сходять дном циліндра. Щоб відрегулювати повноту виділення домішок, повертають жолоб, встановлюючи верхню кромку вище або нижче.
Частота обертання трієрного циліндра має бути такою, щоб усі зерна випадали з осередків. Якщо частота обертання циліндра вища за критичну, то відцентрова сила утримає частину насіння в осередках і точність поділу зерна на фракції знизиться. Зазвичай частотаобертання трієрного циліндра знаходиться в межах 35. 50 хв -1.
Трієрні циліндри встановлюють у складних зерноочисних машинах, зерноочисних агрегатах та комплексах. Промисловість випускає трієрні циліндри з осередками діаметром 6,3; 8,5 та 11,2 мм для сортування зернових культур та діаметром 1,8; 2,8 та 3,5 мм для виділення дрібного насіння.
Поділ насіння по аеродинамічних властивостей. Переміщаючись у повітряному середовищі, будь-яке тіло долає опір повітря, що залежить від його розмірів, форми, маси та розташування в повітряному потоці. Чим більший опір повітря, тим повільніше рухається тіло, що вільно падає. На цьому принципі заснований процес виділення домішок та поділу зерна горизонтальним або вертикальним повітряним потоком. Зазвичай суміш, що розділяється, вводять у повітряний потік, створюваний вентилятором, або підкидають, змушуючи рухатися в повітрі.
Суміш зерна можна розділити повітряним потоком тільки в тому випадку, якщо критичні швидкості насіння та домішок є різними. Критична швидкість насіння зернових культур 8. 17 м/с (пшениці 8. 11,5 м/с, вівса 8,1. 9,1 м/с, гороху 15,5 м/с). Критична швидкість однієї й тієї ж тіла неправильної форми - непостійна величина, оскільки залежить від площі поверхні тіла, яку діє потік повітря. Площа поверхні тіла залежить від його розташування щодо напрямку повітряного потоку. Наприклад, площа поверхні зерна пшениці буде найменшою, якщо його поздовжня вісь збігається з напрямком потоку повітря, і найбільшою, якщо поздовжня вісь зерна перпендикулярна напряму потоку.
Тіла поділяють по аеродинамічних властивостях за допомогою пневмосепараторів або аспіраційних систем, вбудованих у зерноочисні машини. Пневмосепаратори застосовують дляпопереднього очищення зерна, що надходить від комбайна. Повітряним потоком виділяють із зерна шматочки соломи, полову, пил та насіння деяких бур'янів. Пневмосепаратори використовують для очищення плодів машинного збору від домішок. Існує велика різноманітність схем та конструкцій пневмосепараторів. За принципом дії їх можна розділити на три типи: пневмогравітаційні, пневмоімпульсні та пневмоцентро-бежні.
Пневмогравітаційні сепаратори з похилим або вертикальним повітряним потоком складаються з вентилятора, повітряного каналу, завантажувального пристрою, осадової камери та приймача для збирання зерна. У цих сепараторах зернова купа подається в повітряний канал самопливом або переміщається впоперек каналу решіт, що коливається. Під впливом повітряного потоку розщеплюються траєкторії руху частинок зернової суміші : важке зерно зберігає початковий напрямок руху і сходить у приймачі, а легкі домішки відхиляються від напрямку введення і відносяться повітряним потоком.
У пневмогравітаційних сепараторах на частинку вороху діють дві сили: сила тяжінняQі аеродинамічна силаR..Напрямок аеродинамічної сили може змінюватись в залежності від напрямку руху повітряного потоку. У таких сепараторах швидкість введення матеріалу камеру сепарації не перевищує 1. 2 м/с. Тому швидкість повітряного потокуvв повинна бути меншою за критичну швидкість зернаvкp, тобто. л =vв/vкp? 1. Залежно від оброблюваної культури швидкість повітряного потоку в каналі змінюють, регулюючи частоту обертання вентилятора, також перекриваючи заслінкою канал або вікна вентилятора.
У пневмоімпульсних сепараторах купа викидається в камеру сепарації стрічковим або роторним метателем. На частку вороху також діютьсила тяжіння та аеродинамічна сила. Швидкість введення матеріалу в камеру сепарації може бути як завгодно велика, а отже, частка матиме запас кінетичної енергії для подолання опору повітря. У таких сепараторах значення л може бути більшим за 1. Збільшуючи швидкість повітря і швидкість вкидання, можна інтенсифікувати робочий процес. Однак при цьому зростають розміри сепарації камери.
У пневмовідцентрових сепараторах купа розкручується в камері розгону і подається в ділильну камеру або. Повітряний потік, що всмоктується вентиляторами,взаємодіє з частинками, що здійснюють обертальний рух поверхнею ділильної камери. Повітря забирає легкі домішки до вентилятора і далі в осадову камеру, а зерно сходить до горловини і надходить у бункер. У пневмосепараторі купа розкручується гвинтовими жолобами, а потік повітря направлений до горловини повітропроводу - приймача. У пневмосепараторі купа розкручує лопатевий ротор-розподільник,а потік повітря спрямований вгору.
У тому та іншому варіанті повітря обдуває робочу перфоровану поверхню з кільцевими каналами для його проходу. У даних сепараторах на частинки вороху діють сила тяжіння, аеродинамічна та відцентрова сили. Надаючи частинкам вороха обертальний рух з будь-якою кутовою швидкістю, можна збільшувати швидкість повітряного потоку до значень, при яких л буде значно більшим за 1. Камера сепарації має кільцеподібну форму. Тому габаритні розміри пневмовідцентрових сепараторів можуть бути значно меншими, ніж пневмоімпульсних при однаковій їхній пропускній здатності.
Поділ насіння за щільністюу рідинних сепараторах або на пневматичних сортувальних столах забезпечує виділення із зернового ворохунайбільш життєздатного насіння (сортування за щільністю) або очищення зерна від важковіддільних домішок (наприклад, дикої редьки від насіння ячменю, гречки та ін.). У рідинних сепараторах використовують рідину заданої щільності, в якій важке насіння тоне, а легені спливають. На пневматичних столах на шар зерна впливають одночасно коливаннями та повітряним потоком. При цьому шар зерна на столах «псевдозріджується», тобто набуває властивостей рідини: важкі частинки опускаються, а легені спливають.
Поділ насіння за станом поверхні та формою. Насіння різних культур мають різні поверхні (гладку, шорсткувату, пористу, бугристуго, вкриті плівками, пушком) і форму (довгі, кулясті, тригранні). Коефіцієнт тертя при русі такого насіння по похилій поверхні також різний. З урахуванням цього для поділу насіння створено пристрої, що мають похилі фрикційні поверхні: гірки, гвинтові сепаратори, фрикційні трієри.
Зазвичай як фрикційна поверхня застосовують похилий шорсткий полотно, що рухається рівномірно вгору. Якщо на це полотно подавати зернову суміш, частинки з малим коефіцієнтом тертя, що слабо зчеплюються з полотном, скотиться вниз. Частинки, що сильніше зчіплюються з полотном, несуться вгору. У такий спосіб можна виділити вовсю з вівса, відокремити клубочки насіння цукрових буряків від клубочків зі стеблами, очистити насіння льону та конюшини.
Використовують також здатність шорсткого насіння утримувати порошок тонкого помелу. Для цього насіння змішують з порошком, що містить залізо, і пропускають суміш через електромагнітну очисну машину, магнітний барабан якої притягує порошок і разом з ним шорстке насіння. Довге і кругле насіння можна відокремити одне від одного, використовуючипристрій з гвинтовою поверхнею (змійка). Насіння висипають невеликим рівномірним струменем на верхню частину гвинтової поверхні. Довгі зерна (наприклад, овес) через значний опір ковзають по гвинтовій поверхні і сходять з нижнього витка в лоток. Круглі зерна (віка, лялька) рухаються швидше, скочуються до зовнішнього краю гвинтової поверхні і падають за її межі. Насіння бур'янів тригранної форми виділяють на решеті з трикутними отворами.
Поділ насіння по пружностівідбувається на відбивних столах, на які скидають насіння. Після удару насіння з різними пружними властивостями по-різному відбиваються від поверхні столу і рухаються різними траєкторіями.
Поділ насіння за кольоромвідбувається на установках, забезпечених фотоелементами. Насіння рухається повз фотоелементи дискретним потоком. Світлі зерна збуджують у фотоелементі електричний струм, виробляється сигнал і відкривається клапан на шляху цього насіння в бункер. Темне насіння клапан направляє в інший канал.
За електропровідністю, діелектричною проникністю та іншими електричними властивостяминасіння поділяють в електричному полі. При цьому можуть бути використані електричний, коронний та діелектричний методи поділу.
Типи зерноочисних машин. Для очищення та сортування зерна застосовують безрешітні, повітряно-решітні, комбіновані та спеціальні машини.
Зерноочисні машини поділяються на машини загального призначення, призначені для очищення зерна та насіння зернових, технічних і бобових культур і трав, та спеціального призначення (електромагнітні машини, гірки, пневматичні сортувальні столи та ін.), за способом очищення - на повітряні, повітряно-решітні , трієрні, повітряно-решітно-трієрні.
За призначенням розрізняють машини попередньої, первинної та вторинної очистки. Машини першої групи використовують для очищення зерна, що надійшов від комбайна перед сушінням або закладкою на зберігання, машини первинного очищення для обробки зерна після сушіння, вторинної - для остаточного очищення і сортування насіннєвого зерна. Випускаються пересувні та стаціонарні зерноочисні машини: перші застосовують на відкритих струмах і складах, другі - в потокових лініях агрегатів та комплексів.