Способи очищення і сортування зерна. Класифікація машин.

Застосовують певні способи очищення і сортування зерна, зокрема розпо­діл насіння:

• повітряним потоком;

• за розмірами на решетах;

• за розмірами на трієрах;

• за щільністю і питомою вагою;

• за властивостями його поверхні;

• за електричними властивостями.

Розподіл насіння повітряним потоком ґрунтується на відмінностях аеродинамічних властивостей насіння і домішок (парусності, маси, розмірів, стану і форми тощо). Основним показником аеродинамічних властивостей є критична швидкість, при якій частинка перебуває у зваженому стані, тобто витає. Важливим показником аеродинамічних властивостей є коефіцієнт па­русності, який характеризує властивість частинки здійснювати опір повітря­ному потоку.

Повітряний потік створюється в аспіраторах нагнітальними або всмоктувальними вентиляторами відцентрового або діаметрального типу і за напрям­ком може бути горизонтальний, похилий та вертикальний.

У похилому або горизонтальному повітряному потоці (рис. 1, а) ворох 3, що висипається із бункера, підхоплюється повітряним потоком і зерно по­трапляє у відділення важкої фракції 2, а легкі домішки — у відділення легкої фракції 1.

Рис. 1. Розподіл насіння повітряним потоком за аеродинамічними властивостями:

а — напірний похилий потік: 1 — відділення легкої фракції; 2 — відділення важкої фракції (зерна); 3 — ворох; б — аспіратор з відцентровим вентилятором: 1 — відокремлення легких домішок; 2 — решето; в — аспіратор з діаметральним вентилятором; 1 — повітряний потік; 2 — решето; 3 — легкі домішки

У вертикальному повітряному потоці (рис. 1, б, в)легкі домішки вороху, який перемішується по решету 2, засмоктуються (рис. 1, б) або підхоп­люються (рис. 1, в) і виносяться в осаджувальну камеру, а зерно (важка фракція) переміщується по поверхні решета.

Розподіл вороху може відбуватися лише тоді, коли критичні швидкості зер­на і домішок, що перебувають у зваженому стані, різні.

Розподіл насіння за розмірами на решетах. Будь-яке об'ємне тіло має три розміри: товщину, ширину (поперечний переріз) і довжину (рис. 2, а).

Рис. 2. Розподіл насіння на решетах за поперечним перерізом:

а — основні розміри зернини; б і в — розподіл зерна за товщиною і шири­ною на решетах з прямокутними і круглими отворами: 1, 2 і 3 — зер­нина проходить крізь отвір; 4 — зер­нина не проходить крізь отвір; г — розподіл зерна за товщиною і шири­ною на решетах з трикутними отво­рами: 1 і 3 — зернина проходить крізь отвір; 2 — зернина не прохо­дить крізь отвір; д і є — плетені і ткані решета

За товщиною і шириною ворох розділяють на плоских і циліндричних ре­шетах. Плоскі решета можуть мати прямокутні (рис. 2, б), круглі (рис. 2, в) і трикутні (рис. 2, г)твори. Решета бувають з отворами, пробитими в мета­левому листі, а також сітчасті — плетені (рис. 2, д)і ткані (рис. 2, є).

За шириною зерно розді­ляють на решетах з круглими отворами, а за товщиною — з прямокутними. Решета з прямокутними отворами мають більшу пропускну здатність, а з круглими — краще відокремлюють довгі та короткі домішки. Решета стандартизовані й мають номери.

Для очищення насіння гречки і такого, що має тригранну форму, застосо­вують решета з трикутними отворами (див. рис. 2, г), а для насіння льону — сочевицеподібними. При цьому відбувається розподіл за формою, одночасно за товщиною і шириною. Для калібрування насіння кукурудзи застосовують решета з круглими лункоподібними отворами і гофрованими решетами з продовгуватими отворами.

Під час коливального руху решета зернина на його поверхні займає різні положення. Якщо її розміри (ширина чи товщина) менші за розміри отворів решета, то така зернина пройде крізь отвір у решеті. Цю фракцію називають проходом. Найефективніша сепарація крупного і середнього насіння на ре­шетах з прямокутними отворами відбувається з прискоренням 18...22 м/с², дрібного — 12...14 м/с². Зерна, які не пройшли крізь отвори, залишаються на поверхні решета, перемішуються по ньому і зсипаються з його поверхні. Цю фракцію називають сходом.

Залежно від призначення решета поділяють на колосові, сортувальні та підсівні.

Колосові решета відокремлюють зерна крупних домішок (частини стебел, крупне сміття тощо). їх підбирають за умови, що все зерно і дрібні до­мішки пройшли проходом, а крупні — сходом.

Сортувальні решета розділяють насіння основної культури. При цьому крупне насіння іде сходом, а дрібне — проходом. Для зернових культур застосовують решета з прямокутними отворами.

Підсівні решета виділяють дрібні домішки (мінеральні домішки, на­сіння бур'янів). Використовують решета з круглими отворами діаметром 2...5 мм і прямокутними — 2...2,6 мм завширшки.

У зерноочисних машинах решета розмішують у решітних станах. Решітних станів може бути один, два і більше.

Рис. 3. Розподіл насіння на трієрах за довжиною:

а — схема трієра: 1 — шнек; 2 — лотік; 3 — трієрний циліндр; б — розгортка трієрного циліндра

Розподіл насіння за довжиною здійснюють у трієрних циліндрах (рис. 3, а). їх внутрішня поверхня має карманоподібні комірки (рис. 3, б), ви­готовлені штампуванням або фрезеруванням, діаметри яких більші або мен­ші від довжини очищуваного насіння. Передбачено 22 розміри комірок діа­метром 1,6...12,5 мм, що дає змогу очищати насіння зернових і зер­нобобових культур, льо­ну, трав, а також каліб­рувати насіння кукуру­дзи.

Трієрні циліндри по­діляють на кукільні та вівсюжні. Вони, як пра­вило, працюють у парі.

Кукільний ци­ліндр відокремлює ко­роткі домішки, діаметр його комірок менший від довжини основного зерна.

Вівсюжний циліндр відокремлює довгі домішки, діаметр його комі­рок більший, ніж довжина основного зерна.

Усередині циліндра є лотік 2 зі шнеком 1, а сам трієр встановлюється з на­хилом 1...2,5° до горизонту. Циліндр і шнек обертаються з однаковою часто­тою. Зерно для сортування подається в циліндр. При обертанні циліндра ко­роткі зерна западають у комірки глибше, ніж довгі, тому спочатку з комірок випадають довгі зерна, які перемішуються вздовж циліндра на вихід, а потім короткі, які потрапляють у лотік і по ньому переміщуються шнеком.

Крім циліндричних трієрних поверхонь застосовують також нециліндричні коміркові поверхні, принцип роботи яких подібний.

Розподіл насіння за щільністю і питомою вагою застосовують для отримання найбільш повноцінного насіння. Виконують його сухим і мокрим способами.

Сухий спосіб може бути реалізований голчастим барабаном і пневматич­ним сортувальним столом, а мокрий — у воді або в розчинах різної концент­рації (застосовують рідко через його складність і громіздкість).

Голчастий барабан (рис. 4, а)виділяє із насіння гороху пошкодже­ні зерна, які мають меншу щільність. На внутрішній поверхні барабана 2 у шаховому порядку жорстко закріплені голки. Барабан обертається, наколює на голки пошкодженні зерна і піднімає їх. Зверху розміщена металева щіт­ка 1, яка знімає з голок ці зерна, скидає їх у лотік, звідки вони шнеком виво­дяться назовні.

Пневматичний сортувальний стіл 5 (рис. 4, б) відокремлює насіння з найбільш повною фізіологічною зрілістю за рахунок стану поверхні, розмі­щення (поздовжнього і поперечного кута нахилу) та коливань сітчастої деки і повітряного потоку, створеного вентилятором 10 і спрямованого під неї. Шар зернового матеріалу, який надійшов на деку, продувається повітряним пото­ком і перебуває на ній у зваженому «киплячому» стані. Відбувається вертика­льне розшарування матеріалу, легка фракція піднімається вище, а важка знаходиться на сітчастій поверхні деки. Зворотно-коливальний рух сітчастої похилої поверхні деки зумовлює розподіл зернового матеріалу по поверхні стола і він сходить з неї за фракціями.

Розподіл насіння за властивостями його поверхні (стан і форма) застосовують тоді, коли за іншими властивостями воно мало відрізняється. За станом поверхня насіння може бути гладенькою, шорсткою, пористою, бугрис­тою, ямкуватою, покритою пухом, а за формою — плоскою, довгастою, кулепо­дібною, тригранною.

Здатність розподілу характеризується коефіцієнтами тертя кочення (для кулеподібних) і тертя ковзання (для плоских). Оскільки коефіцієнт тертя ко­чення менший від коефіцієнта тертя ковзання, розподіл у першому випадку ефективніший за формою, ніж за станом, а в другому — навпаки.

Рис. 4. Розподіл насіння за щільністю і питомою вагою:

а — голчастий барабан; б — пневматичний сортувальний стіл; 1 — щітка; 2 — барабан; 3 — лотік; 4 — шнек; 5 — дека; 6 — рифи деки; 7, 8 і 9 — лотоки для насіння легкої, середньої і великої питомої ваги; 10 — вентилятор

Для розподілу зерна застосовують фрикційні сепаратори (рис. 5): одно- і багатоярусні гірки з поздовжнім рухом конвеєра (рис. 5, а, б), з поперечним рухом (рис. 5, в); лопатеві та гвинтові (рис. 5, г, ж); фрикційні трієри, еле­ктромагнітні та магнітні барабани (рис. 5, д, е, є).

Гладеньке зерно 1 з округлою формою швидше скочується з конвеєрів, ло­патей і гвинтових поверхонь гірок униз і потрапляє в один лотік, а більш пло­ске шорстке 2 переміщується конвеєром або скочується повільніше і потрап­ляє в інший.

Поверхня фрикційного циліндра 3 при обертанні піднімає вище більш плоскі шорсткі частинки і щіткою скидає в лотік 4, звідки шнеком 5 виносить назовні, а округлі гладенькі — скочуються вниз раніше і йдуть сходом з ци­ліндра.

Використовується також здатність насіння обволікатися металевим порош­ком (рис. 5, е, є). До гладенького насіння порошок не прилипає. Якщо на­сіння, змішане з металевим порошком, подати на циліндр, що обертається і частина його (рис. 5, е) або весь (рис. 5, є) перебуває під дією магнітного поля, то насіння, до якого прилип металевий порошок, утримуватиметься на більшій дузі, ніж гладеньке. Насіння, на якому немає металевого порошку, скотиться з циліндра швидше. Насіння з металевим порошком зійде з бара­бана тоді, коли вийде із зони дії електромагнітного поля (рис. 5, е) або буде видалене з магнітного барабана щіткою (рис. 5, є). Так очищають насіння буряків, льону, трав (конюшини, люцерни) та інших культур від насіння бур'янів (берізки, плевели, подорожника тощо).

Рис. 5. Розподіл зерна за властивостями його поверхні та форми:

а — похилий поздовжній конвеєр (гірка); б — ярусні гірки; в — похилий поперечний конвеєр; г — лопатевий барабан; д — фрикційний трієр; е — електромагнітний барабан; є — електрич­ний барабан; ж — гвинтовий сепаратор (змійка): 1 — кругле гладеньке зерно; 2 — плоске шорстке зерно; 3 — фрикційний циліндр; 4 — лотік; 5 — шнек

Розподіл насіння за електричними властивостями (рис. 6) ґрунту­ється на різниці електропровідності, діелектричної проникності та інших влас­тивостей. Застосовують електростатичний, коронний і діелектричний методи розподілу. Цими методами виділяють домішки, проросле і дефектне насіння, кукіль, вівсюг, карантинні та інші бур'яни.

Рис. 6. Розподіл насіння за електричними властивостями:

а — решітна: 1 — решето; 2 — металевий щит; б, в і г — в електростатичному полі, в полі ко­ронного розряду і за діелектричною проникністю: 1 — бункер; 2 — барабан; 3 — щітка; 4, 5 і 6 — лотоки; 7 — негативно заряджений електрод; 8 — коронувальний електрод; 9 — перфоро­ваний електрод; 10 — біфілярна обмотка; 11 — ізолятор

Розподіл електростатичним методом полягає в тому, що на­пруга подається (30...70 кВ) на решето 1 (рис. 6, а)або барабан 2 (рис. 6, б), які приводяться відповідно в коливальний і обертальний рухи. Матеріал, що контактує з їх поверхнею, заряджається залежно від його електропровідності й на нього діє електростатичне поле. Заряджені частинки з більшою електро­провідністю потрапляють у лотік 6, а з меншою — в лотік 5. Частинки, що прилипли до барабана, очищаються щіткою 3.

Розподіл в полі коронного розряду (рис. 6, в)відбувається так. На електроди подається висока напруга (30...70 кВ) і між ними виникає електричний розряд, що іонізує повітря. Частинки, що подаються в це іонізоване середовище, отримують різний заряд і відхиляються на різний кут. Частинки з більшою електропровідністю потрапляють у лотік 5, а з мен­шою — у лотік 6.

Розподіл діелектричним методом (рис. 6, г)здійснюють бара­баном, що обертається. Він складається з ізолятора 11, на який одним шаром перпендикулярно до осі його обертання намотано два ізольованих провідни­ки з почерговою полярністю. Між ними за напруги в 3 - 7 разів меншої, ніж за попереднього методу, створюється електричне поле. Це поле поляризує ча­стинки, які притягуються до барабана з різною силою залежно від їх діелект­ричної проникності. Якщо вона менша, то частинка відривається раніше і по­трапляє в лотік 6, а більша — відривається пізніше і потрапляє в лотоки 4 і 5.

Класифікація машин для очищення та сортування зерна. Зерноочис­ні та сортувальні машини поділяють за призначенням, конструкцією, прин­ципом роботи і способом пересування.

За призначенням машини бувають загального і спеціального при­значення.

Машини загального призначення — це машини первинної обробки зерна, що надходить від комбайнів і молотарок для одержання продовольчого зерна, і машини вторинної обробки для очищення і сортування продовольчого зерна та насіннєвого матеріалу.

Машини спеціального призначення- — це машини для очищення від важковідокремлюваних домішок, насіння карантинних бур'янів та сортування зерна (пневматичні сортувальні столи, електромагнітні машини, бурякові гірки, змійки тощо).

За конструкцією машини поділяють на прості та складні.

За принципом роботи розрізняють повітроочисні, повітряно-решіт­ні, повітряно-решітно-трієрні та трієрні машини.

Повітроочисні — прості машини, які виконують тільки повітряну обробку зернового вороху, зокрема пневмоколонки, що здійснюють первинне очищен­ня зерна.

Повітряно-решітні машини призначені для попереднього очищення і часткового сортування зерна після обмолоту комбайнами і молотарками.

Повітряно-решітно-трієрні машини застосовують для вторинної обробки насіння зернових, зернобобових, технічних та інших культур, які використо­вуються для сівби та на продовольчі цілі. У технологічному процесі поєднані всі три види— повітряна, решітна і трієрна. Ці машини називають складни­ми, або комбінованими.

Трієрні машини здійснюють очищення і сортування насіння після вторин­ної обробки. Використовуються як окремі блоки.

За способом пересування бувають пересувні та стаціонарні ма­шини.

Дата добавления: 2015-08-18