Технологии средства механизации зерноочистки и сортирования семян
Технологии средства механизации зерноочистки и сортирования семян.
Зерновые и семенные смеси (ворох) в процессе послеуборочной подработки на токах, пунктах, агрегатах, комплексах и заводах должны быть доведены в зависимости от назначения до требуемых кондиций, которые регламентируются соответствующими ГОСТами на продовольственное и фуражное зерно, а также на семенной материал. Продовольственное зерно по своим качествам (чистоте, натуре, влажности) может быть базисной и ограничительной кондиций. Зерно базисной кондиции не нуждается в дополнительной обработке на заготовительных пунктах, и, следовательно, цена на него выше, чем на зерно ограничительной кондиции. Так, продовольственное зерно мягкой яровой пшеницы базисной кондиции должно обладать следующими качествами: чистота не ниже 97%, наличие сорных примесей не более 1%, черновых примесей (в том числе дробленых зерен) не более 2%, влажность 14—17% (в зависимости от зоны страны). Если качество зерна выше базисных кондиций, то к установленным ценам за базисные кондиции доплачивают надбавку (бонификация). Зерно ограничительной кондиции, обладающее худшими качествами, принимают на заготовительные пункты по пониженным ценам, со скидкой (рефакция).
Однако зерно ограничительной кондиции также должно удовлетворять требованиям ГОСТа. Например, зерно пшеницы и ржи ограничительных кондиций должно содержать не более 15% зерновых примесей (в том числе проросших зерен), 5% сорных примесей (в том числе куколя до 1% и вредных примесей до 1%), не иметь затхлого и солодового запаха, а также амбарных вредителей (кроме клеща, до 20 шт. на 1 кг). Влажность зерна не выше 16-19%.
Определенные требования предъявляют и к семенам, которые по посевным качествам подразделяют на три класса 122] (табл. 1). Семена I и II классов предназначены для семенных и общих посевов, семена III класса можно использовать только для общих посевов.
Таблица 1 Основные посевные качества семян
Наименование культуры
Класс
Семена основной культуры, %
Семена других растений, шт/кг
В том числе семена сорных растений, шт/кг
Всхожесть, %
Влажность, %
Зерновые и зернобобовые
I
97—99
0÷10
0÷20
90÷95
II
95-98,5
10÷100
0÷75
87 ÷ 92
14÷17
III
90—98
30÷300
0÷200
85÷90
Масличные и технические культуры
I
98-99
4÷360
2÷350
70÷95
II
92—98
6 ÷ 1000
4÷920
65÷93
9÷13
III
88—97
8÷6000
6÷5000
75÷90
Бобовые и злаковые кормовые травы
I
90—98
0,2÷1,0*
50÷1000
75÷90
II
80—9(5
1,0÷2,0
200÷4000
65÷85
13÷16
III
75—93
2,0÷4,0
700 ÷ 12 000
50÷75
Овощные, бахчевые культуры и кормовые корнеплоды
I
95—99
60÷1500
30÷1000
60÷95
II
90—97
160÷3000
120÷2000
45÷80
12÷16
Кроме того, в соответствии с перечнем в семенах не должно быть семян ядовитых и карантинных сорняков, живых вредителей и их личинок, за исключением семян III класса, в которых допускается наличие клещей до 20 шт/кг.
Схемы технологического процесса очистки и сортирования
Доведение зерна и семян до требуемых кондиций при наименьших затратах труда и с минимальными потерями зависит от правильно выбранных способов и схем технологического процесса очистки и сортирования.
Выбирают способы и соответствующие сепарирующие органы для очистки и сортирования, а также определяют размеры рабочих элементов на основе анализа ботанического состава исходных смесей и физико-механических свойств основной культуры и сопутствующих сорняков. Основные физико-механические свойства семян сельскохозяйственных культур приведены в таблице 2, а семян сорных растений — в таблице 3.
При выборе способов и необходимых сепарирующих органов, принцип работы которых основан на использовании различий в тех или иных свойствах, руководствуются следующими соображениями (рис. 1). Различие в аэродинамических свойствах, оцениваемое критической скоростью, дает возможность разделить смесь на фракции воздушным потоком (в аспирационных каналах 1 воздушно-решетных машин или в пневматических семяочистительных колонках 2). По толщине семена разделяют на решетах с продолговатыми отверстиями 3, по ширине — на решетах с круглыми отверстиями 4, а по длине — в триерах 5.
По состоянию (свойствам) поверхности семена разделяют на фрикционных сепараторах (полотенных горках) 6 или в электромагнитных семяочистительных машинах 7, по форме — в винтовых сепараторах (змейках) 8 или на решетках с треугольными 9 или овальными отверстиями.
По плотности семена разделяют в жидких растворах или на пневматических сортировальных столах 10. Следует иметь в виду, что на пневматических сортировальных столах на процесс разделения влияют и другие признаки (аэродинамические свойства, форма и состояние поверхности). Однако преобладающей все же является плотность.
Исходные смеси можно обрабатывать по двум схемам технологического процесса очистки и сортирования: последовательной и фракционной. При обработке по последовательной схеме очистки и сортирования материал пропускается последовательно через ряд зерноочистительных машин и семяочистительных машин (например, вначале через воздушно-решетную зерноочистительную машину, затем через триеры и т. д.). При обработке по фракционной схеме материал па одном из рабочих органов (например, на решете) делится на фракции, которые затем дорабатывают на различных рабочих органах или в зерноочистительных машинах раздельно (в соответствии со свойствами компонентов фракций).
Таблица 2 Показатели физико-механических свойств семян
Наименование семян
Критическая скорость, м/с
Длина, мм
Ширина, мм
Толщина, мм
Плотность, г/см2
Зерновые и зернобобовые
Пшеница
8,5-11,5
4,0—8,6
1,6—4,0
1 ,5-3,8
1,2—1,5
Рожь
8,3-10,0
5,0—10,0
1,4—3,6
1,2-3,5
1,2-1,5
Ячмень,
8,4-10,8
7,0—14,6
2,0-5,0
1,4-4,5
1,3—1,4
Овес
8,11—9,0
8,0—18,6
1,4—4,0
1,2-3,6
1,2—1,4
Кукуруза
10,0-17,0
5,2—24,0
5,0—10,0
3,0-8,0
1,0—1,4
Гречиха
2,5-9,5
4,4-8,0
3,0—5,2
2,0-4,2
1,2—1,3
Просо
2,5-9,5
1,8—3,2
1,2—3,0
1,0-2,2
1,2—1,3
Рис
8,0—10,5
5,0—12,0
2,5-4,3
1,2-2,8
1,1—1,2
Горох
7,0-10,0
4,0—8,8
3,7—8,0
3,5-8,0
1,15—1,5
Масличные и технические культуры
Лен
3,5-8,5
3,2-6,0
1,7—3,2
0,5-1,5
1,0-1,3
Подсолнечник
4,0-14,0
7,5—15,0
3,5—8,6
1,7-6,0
0,9
Соя
9,0-15,5
5,0—10,5
3,5—8,0
3,0-6,0
1,0—1,3
Свекла
4,0-6,0
2,5—7,0
2,5-7,0
1,8-4,0
сахарная
Бобовые и злаковые кормовые травы
Клевер
3,0-8,0
0,8—2,7
0,8—2,0
0,4-1,4
0,9—1,5
Люцерна
2,5—8,0
1,1—2,5
0,8—2,0
0,5-1,3
0,0-1,3
Эспарцет
3,5-8,3
4,0—8,0
3,0—6,0
1,7-4,0
0,7—1,1
Тимофеевка
1,8-6,0
1,2—2,3
0,6—1,3
0,4-1,0
0,8—1,1
Житняк
0,8—5,0
3,5—6,8
0,9—2,0
0,7-1,3
0,8—1,2
Ежа сборная
0,8-6,0
4,5—7,5
0,9—2,5
0,5-1,5
0,0-0,9
Овсяница
0,5—3,7
2,7-5,0
1,2-2,5
0,5-1,5
0,8-1,0
луговая
Овощные, бахчевые культуры и кормовые корнеплоды
Лук
2,6-6,2
2,2-3,6
1,5-2,7
1,2-2,2
0,8-1,2
Морковь
3,3-4,4
1,6-3,9
0,9—2,1
0,4-1,2
0,9-1,3
Петрушка
3,5—5,5
1,4-3,0
0,6—1,7
0,7-1,3
0,9-1,3
Редис
4,3—6,9
2,3-3,9
1,8—3,2
1,3-2,5
0,9—1,3
Сельдерей
1,9—3,9
1,2—1,8
0,6-1,2
0,4-1,0
1,0—1,2
Укрой
1,4-4,0
2,4-5,2
1,3—2,9
0,3-1,4
1,0—1,2
Щавель
1,7-4,7
1,3-2,8
0,8-1,6
0,7-1,4
1,0-1,3
Таблица 3 Показатели физико-механических свойств семян сорных растений
Наименование семян
Критическая скорость, м/с
Длина, мм
Ширина, мм
Толщина, мм
Плотность, г/смэ
Амброзия полынолистная
3,2-5,9
2,2-5,4
1,7-3,0
1,0-2,7
1,0
Белена черная
2,6-5,4
1,0-2,0
1,1-,5
0,4-0,8
0,7-1,1
Бодяк полевой
1,4-5,6
1,8-3,8
0,7-1,3
0,4-1,0
0,7-1,4
Василек синий
2,1-5,9
4,6-8,2
1,0-2,2
0,7-1,7
0,7-1,4
Вьюнок полевой
5,1-8,9
2,4-4,4
1,7-3,1
1,4-2,6
0,9-1,5
Горец вьюнковый в оболочке
2,9-7,1
2,7-4,1
1,7-2,9
1,0-2,6
0,7-1,4
Горчак розовый
2,7-5,5
2,6-4,0
1,1-2,1
0,7-1,3
0,7-1,5
Горчица полевая
4,2-7,2
1,1-1,9
0,9-1,8
0,8-1,6
0,8-1,4
Донник белый в оболочке
2,4-4,4
2,9-4,9
1,2-2,0
0,8-1,4
0,7-1,3
Дурман однолетний
3,9-5,7
2,8-3,8
2,1-3,1
1,1-1,7
1,0-1,2
Живокость восточная
3,6-9,4
1,3-2,5
1,0-2,2
0,9-1,9
-
Марьбелая в оболочке
2,1-5,1
1,0-2,0
1,0-1,8
0,4-1,4
0,7-1,2
Пикульник ладанниковый
2,3-5,9
1,5-2,9
1,0-1,8
0,7-1,2
0,8-1,2
Повилика мелкосеменная
4,3-6,9
0,8-1,5
0,7-1,3
0,5-1,1
0,8-1,4
Подмаренник цепкий
4,2-6,8
1,6-2,8
1,4-2,4
1,1-2,2
0,9-1,2
Подорожник ланцетолистный
2,9-5,1
1,9-3,1
0,9-1,5
0,6-1,1
1,2-1,4
Просо куриное в оболочке
2,2-4,4
2,9-4,5
1,5-2,3
1,0-1,8
0,7-1,2
Редька дикая
3,1-7,3
2,2-6,9
2,0-4,2
1,8-4,0
0,7-1,0
Смолевка широколистная
2,8-5,2
1,1-1,6
0,9-1,3
0,6-1,0
1,1-1,3
Чистец однолетний
2,6-5,2
1,4-2,0
0,9-1,6
0,8-1,1
0,7-1,2
Циклахена дурнишниколистная
2,1-5,7
1,4-2,6
0,8-1,6
0,7-1,1
0,7-1,3
Щетинник зеленый
2,2-5,6
1,8-2,4
0,8-1,4
0,5-1,1
0,8-1,4
Щирица жминдовидная
3,3-6,3
1,8-2,5
0,7-1,3
0,4-1,0
1,1-1,5
Ярутка полевая
2,6-4,8
1,4-2,2
0,9-1,5
0,5-1,1
0,8-1,3
Методика составления рациональных последовательных схем технологического процесса очистки зерна и сортирования семян заключается в следующем.
Взяв средний образец смеси, разбирают его с целью установления вида сорняков и примесей. Для определения вида сорняков пользуются определителем [3].
Оценивают степень важности выделения того или иного сорняка в зависимости от его вида и количества в исходном материале, руководствуясь при этом требованиями к очищенному материалу (см. стр. 5).
Из дальнейшего анализа исключают те семена сорных растений, которые можно не удалять из исходного материала ввиду их незначительного содержания по сравнению с допускаемым.
Определяют возможность выделения оставшихся семян сорняков на том или ином рабочем органе по анализам показателей физико-механических свойств основной культуры (табл. 2) и сопутствующих сорняков (табл.3), а также в соответствии с рекомендациями по подбору рабочих органов (табл. 9 и 14).
Выбирают те рабочие органы, на которых выделяется наибольшее количество семян сорняков. При этом руководствуются еще и пропускной способностью рабочих органов, выбирая более производительные. В порядке уменьшения пропускной способности рабочие органы располагаются так: решета с продолговатыми отверстиями, решета с круглыми отверстиями, триеры, пневматические сортировальные столы, пневматические семяочистительные колонки, фрикционные сепараторы, электромагнитные семяочистительные машины, змейки. Воздушные системы применяют во всех случаях (в комбинации с решетами или отдельно).
Составляют рациональную последовательную схему технологического процесса очистки и сортирования и подбирают к ней необходимый набор зерноочистительных машин и зерноочистительных комплексов (или перенастраивают технологические линии на пунктах, комплексах, заводах).
Окончательно корректируют рабочие размеры элементов выбранных рабочих органов (желательно при помощи соответствующего лабораторного оборудования и приборов).
Методику составления последовательной схемы рассмотрим на конкретном примере.
После вытирания и предварительной очистки от грубых посторонних примесей в воздушно-решетной зерноочистительной машине получили смесь семян моркови и сорных растений. После отбора среднего образца по ГОСТ 12036— и определения вида семян сорных растений (1-й этап) устанавливают, что в смеси имеются: бодяк полевой, вьюнок полевой, горец вьюнковый в оболочке, донник белый, марь белая в оболочке, чистец однолетний, щетинник сизый. Оценивают важность выделения этих сорняков (2-й этап). В дальнейшем (3-й этап) не принимают во внимание щетинник сизый, так как его содержание в исходном материале оказалось незначительным (20 шт/кг).
Затем на основе анализа физико-механических свойств (табл. 2 и 3) определяют возможность выделения остальных сорняков на тех или иных рабочих органах (4-й этап). Оказывается, что бодяк полевой Лучше всего выделяется на решетах с продолговатыми отверстиями (проходом), на решетах с круглыми отверстиями (проходом), на пневматическом сортировальном столе (в легкую фракцию); вьюнок полевой — на решетах с продолговатыми отверстиями (сходом), на решетах с круглыми отверстиями (сходом), в пневматической семяочистительной колонке (по обратному циклу), на фрикционном сепараторе (скатывается с горки); горец вьюнковый в оболочке — на решетах с продолговатыми отверстиями (сходом), на решетах с круглыми отверстиями (сходом), в пневматической колонке (по обратному циклу), на горке (скатывается); донник белый — в триере (в лоток), в пневматической колонке (по обратному циклу), на решете с круглыми отверстиями (проходом), на горке (скатывается); марь белая в оболочке — в триере (в лоток), на пневматическом сортировальном столе (в легкую фракцию), на горке (скатывается); чистец однолетний — в триере (в лоток), на горке (скатывается), на пневматическом сортировальном столе (в легкую фракцию). Подбирают рабочие органы (5-й этап) и составляют схему очистки (6-й этап). По этой схеме семена могут быть очищены в воздушно-решетно-триерных машинах (А и Б рис. 2) «Петкус-Гигант» К-531 или «Петкус-Супер» К-541 (с выключенным триером в первой машине). Проверяют эту схему (7-й этап) и вносят коррективы. Например, если не удалось выделить требуемое количество донника белого, то для его удаления в схему добавляют пневматическую семя-очистительную колонку (В) (при работе по обратному циклу). Откорректированная схема и представлена на рисунке 2. Купить решета ОВС-25, купить решета петкус Краснодар, купить решета петкус Алтай, купить решета овс-25 Курск, купить решета петкус Белгород, купить решета Петкус Псков, купить запчасти овс-25 Крым, купить запчасти овс-25 Смоленск, купить запчасти петкус Алтай. Купить запчасти зерномет ЗМ-60 .
Таким образом, пользуясь этим методом, можно составить рациональные последовательные схемы очистки и сортирования зерна и семян различных культур.
Для очистки и сортирования продовольственного зерна зерновых и зернобобовых культур, как правило, применяют схемы технологического процесса, в которых предусматривают первичную очистку в воздушно-решетных машинах, вторичную очистку и сортирование в воздушно-решетных машинах и блоках триеров или в воздушно-решетно-триерных машинах.
В ряде случаев (для удаления трудноотделимых сорняков или сортирования по плотности) вводят дополнительную обработку на пневматических сортировальных столах или змейках (для зернобобовых п викоовсяных смесей). Для семенного материала вводят дополнительную доработку в семяочистительных приставках, в которых материал доочищается и сортируется в трехрешетной воздушно-решетной машине СВУ-5 и на пневматическом сортировальном столе.
Для очистки и сортирования семян масличных и технических культур применяют схемы технологического процесса очистки и сортирования, в которых предусматривают первичную очистку в воздушно-решетных машинах, вторичную очистку и сортирование в воздушно-решетных и триерных машинах. Для удаления трудноотделимых семян сорняков вводят дополнительную доочистку в специальных зерноочистительных машинах (пневматических сортировальных столах, фрикционных сепараторах, электромагнитных и в других, в зависимости от вида семян сорняков). Подобного рода схемы применяют для очистки и сортирования семян трав и овощных культур; причем наряду с последовательными схемами применяют фракционные, которые часто дают больший эффект, чем последовательные [16].
В тех случаях, когда по одному признаку смесь невозможно разделить полностью, используют сочетание двух признаков, например ширину и толщину, ширину и длину и т. д., путем нахождения корреляционной зависимости между этими признаками. Для этого строят корреляционные таблицы, на основе анализа которых и составляют фракционные схемы. Этот прием дает особенно хороший эффект на доочистке мелкосеменных культур от трудноотделимых семян сорняков с их высокой концентрацией в исходном материале.
Сущность метода заключается в следующем. Семена основной культуры и трудноотделимого сорняка вначале делят на классы по одному признаку (например, по толщине), а затем фракцию каждого навеса первого признака разделяют на классы по другому признаку (например, по ширине). Определив количество семян основной культуры и сорняка (в штуках или и процентах в каждом классе) по одному и другому признакам, полученные данные сводят в одну таблицу, которая и носит название корреляционной. На основе анализа корреляционной таблицы (решетки)и составляют фракционную схему очистки.
Для разделения на классы по толщине и ширине используют решетные классификаторы или лабораторные решета с продолговатыми и круглыми отверстиями соответственно. Границам классов в этом случае будут являться размеры отверстий выбранных решет.
Составление фракционной схемы очистки (с использованием различий двух признаков в комбинации) рассмотрим на конкретном примере. Допустим, что после очистки по последовательной схеме в семенах укропа осталось много куриного проса, размеры семян которых (по ширине и толщине) частично перекрываются.
Навеску исходной смеси (100—200 г) вначале просеивают через набор лабораторных решет с продолговатыми отверстиями, установив их одно над другим в порядке уменьшения размеров их отверстий (например, решета с продолговатыми отверстиями шириной 1,3; 1,1; 0,9; 0,7; 0,5 мм и глухое решето — поддон).
Определяют количество семян укропа и куриного проса в каждом классе (в штуках или процентах) и результаты заносят в графу «всего по толщине» корреляционной таблицы (рис. 3) (в левом нижнем углу по куриному просу, в правом верхнем — по укропу). Затем фракцию каждого класса по толщине пропускают через набор решет с круглыми отверстиями (например, через решета с отверстиями диаметром 2,25; 2,1; 1,9; 1,7; 1,5 и глухое), подсчитывают число семян в каждом классе и результаты разносят по соответствующим классам ширины. Заполняют графу «всего по ширине» и приступают к анализу таблицы.
Из таблицы видно, что если смесь вначале разделить на решете с отверстиями 0,9 мм (по горизонтальной штриховой линии), то сходом выделится 21% укропа и 93% куриного проса, а проходом — 79% укропа и 7% куриного проса. Затем сход с решета обрабатывают на решете с круглыми отверстиями диаметром 1,9 мм (по / вертикальной штриховой линии). Сходом выделится 20% семян укропа, а проходом — 93% семян куриного проса и 1% укропа (потери). Если проход сквозь отверстия решета с продолговатыми отверстиями обработать па решете с круглыми отверстиями диаметром 1,7 мм (по 11 вертикальной штриховой линии), то сходом выделится 76% семян укропа, а проходом — 7% семян куриного проса и 3% укропа (потери). В результате выход чистых семян укропа составит 96%, в то время как разделение по одному признаку (по ширине на решете С круглыми отверстиями диаметром 1,9 мм) позволит получить чистых семян укропа только 90%.
На основе анализа корреляционной таблицы составляют фракционную схему очистки (рис. 4).
В соответствии со схемой вначале смесь обрабатывается в воздушно-решетной машине с решетами: верхнее (фракционное) — с продолговатыми отверстии мм шириной 0,9 мм, нижнее (подсевное) — с круглыми отверстиями диаметром 1,7 мм. Сход с нижнего решета - кондиционные семена укропа (76%). Сход с верхнего решета дорабатывается в другой воздушно-решетной машине с решетами: верхнее (проходное) — с круглыми отверстиями диаметром 3,0—3,5 мм, нижнее (подсевное) — с круглыми отверстиями диаметром 1,9 мм. Сход с нижнего решета — кондиционные семена укропа (20%). В результате выход чистых семян укропа составит: 76%+20% =96%.