Контрольные вопросы
1. Какие машины входят в состав КЗС-10?
2. Какие машины входят в состав КЗС-20Ш и КЗС-20Б?
3. Какие машины входят в состав КЗС-25Ш и КЗС-25Б?
4. Вычертите технологическую схему комплекса, предназначенного для получения семян в увлажненных зонах.
5. Изобразите схему комплекса с сушилкой шахтного типа С-20.
6. Начертите схему комплекса с отделением сушки на базе установки карусельного типа.
7. Изобразите схему комплекса с отделением сушки на базе установки бункерного типа.
8. В чем отличие первого варианта реконструкции комплекса КЗС-20Ш от типового?
9. В чем отличие второго варианта реконструкции комплекса КЗС-20Ш от типового?
10. Какое новое технологическое оборудование предусматривается в схеме реконструкции комплекса КЗС-25Ш по сравнению с типовым?
Глава 5. Тенденции совершенствования процессов послеуборочной обработки и хранения зерна и семян
5.1. Методы и средства повышения эффективности технологий и поточных линий для обработки зерна и подготовки семян
В последние годы научными коллективами НИИ и высших учебных заведений России разработаны ряд технологий, которые прошли производственную проверку и могут использоваться в агрегатах и комплексах.
Технология очистки зерна с предварительным разделением зерновой смеси каскадом решет разработана учеными ВИМ.
Рассмотрим разделение зерна основной культуры (пшеница) и примесей по длине l и толщине С компонентов (рис. 5.1).
Выделение зерна пшеницы может быть проведено в результате следующих операций.
Мелкие примеси вместе с частью коротких и длинных могут быть отделены решетом с прямоугольными отверстиями шириной 1,7…2,0 мм. Короткие примеси – триером с ячейками 4…5 мм, а длинные – 8…9 мм. Крупные примеси выделяются решетом с прямоугольными отверстиями шириной 3…4 мм. Эти операции применяются при отделении примесей по традиционной прямоточной технологии.
Рис.5.1. Распределение зерна пшеницы и основных компонентов примеси
по длине l и толщине С частиц
С целью снижения степени травмирования и затрат на очистку представляет интерес такой процесс разделения, при котором одной операцией может быть выделена часть зерна основной культуры, соответствующая определенным требованиям.
Анализируя схему, представленную на рис. 5.1, можно сделать заключение, что ни одна горизонтальная или вертикальная линия не приводит к выделению части зерна основной культуры.
Часть зерна определенной чистоты может быть выделена по обобщенному признаку, представляющему функцию нескольких признаков, например, длины и толщины.
Часть зерна может быть выделена и по линейному признаку:
где k1, k2, k3 – коэффициенты;
в – ширина частиц.
На рисунке 5.1 показаны наклонные линии I-IV, соответствующие признаку, определенному для двух свойств длины и толщины по уравнению
.
Различным значениям y соответствуют различные линии I-IV, отделяющие фракции зернового материала. Область, расположенная ниже прямой I, включает фракцию, содержащую около половины короткой и мелкой примеси. Эта фракция может быть направлена в отход (фракция 1). Область между линиями I и II включает фракцию, состоящую из 10…15% зерна основной культуры и оставшуюся часть коротких и мелких примесей. Очистку этой фракции нужно проводить на подсевном решете с продолговатыми отверстиями и триером с кукольным цилиндром (фракция 2).
Между линиями II и III находится область, содержащая зерно основной культуры – 70…80% с небольшим содержанием мелкой и длинной примеси. Эта фракция может быть отнесена к чистому зерну, не подлежащему дальнейшей очистке на решетно-триерных машинах (фракция 3). Четвертая фракция, находящаяся в области, расположенной между линиями III и IV включает зерно основной культуры (10…15%) и часть длинной и крупной примеси. Эту фракцию целесообразно направить на решето для выделения крупных примесей и на триер с овсюжным цилиндром. Фракция, расположенная справа от прямой IV и содержащая длинные и крупные примеси, может быть направлена в отход.
На рис. 5.2 представлена схема стана, разделяющего зерновой материал на 5 фракций.
На рис. 5.3 представлена схема универсального какскадно-решетного сепаратора, а на рис. 5.4 схема фракционной технологии очистки семян с использованием каскадного решетного сепаратора производительностью 20 т/ч.
Технология включает следующие операции: разделение зерновой смеси на 4 фракции, одна из которых представляет собой очищенное зерно (Ф1), вторая – отходы, а третья и четвертая сначала обрабатываются отдельно в кукольном и овсюжных цилиндрах, затем на машине вторичной очистки и пневмосортировальном столе.
Достаточно результативной является и вторая технология ВИМ, разработанная на основе исследований, проведенных д.т.н. А.Н. Зюлиным, д.т.н. В.М. Дринчей, к.т.н., с.н.с. В.Д. Бабченко и др. (рис. 5.5).
Опытным путем установлено, что обработка семян с предварительным их разделением по длине, например, триером, обеспечивает увеличение выхода высококачественного посевного материала более чем на 25%.
В основе технологии очистки зерна и семян с предварительным разделением зерновой смеси воздушным потоком положен пневмоинерционный метод сепарации зерновой смеси. Метод, разработанный в Челябинском государственном агроинженерном университете, основан на скоростной направленной тонкослойной подаче зернового вороха в воздушный поток.
При очистке зерновой смеси кондиционной влажности ее рекомендуется разделять пневмоинерционным сепаратором на 3 фракции, первая из них содержит зерно основной культуры и сорняки, имеющие одинаковую плотность; вторая – зерна основной культуры и семена сорняков; третья фракция является фуражной и содержит неиспользуемые отходы с допустимым содержанием полноценного зерна. Полученные фракции обрабатывают на двух параллельных линиях.
Рис. 5.2. Схема каскадного решетного стана с «вертикальной» загрузкой
материала:
1 – делительное решето; 2 – основные решета; 3 – накопители; 4 – зерновой материал; Мп – мелкие примесь; Зк – короткие примеси; Зо – очищенное зерно; Дп – длинные примеси; Кп – крупные примеси
Рис. 5.3. Функциональная схема универсального каскадно-решетного сепаратора с двумя аспирационными каналами:
1 – загрузочное приспособление; 2 – распределительный шнек; 3 – делитель потока зернового материала; 4 – пневмосепарирующие камеры; 5 – решетные станы; 6 – очистители решет; 7 – подвеска; 8 – рама; 9 – механизм привода; 10 – приемники продуктов разделения; 11 – аспирационное окно; 12 – осадочная камера; 13 – выгрузное устройство; 14 – скатная доска; 15 – второй аспирационный канал; 16, 17 – дроссельные заслонки; 18 – сетка опорная
Рис. 5.4. Схема фракционной технологии очистки семян зерновых культур с предварительным разделением зернового вороха каскадно-решетным сепаратором:
Ф1 – фракция семян, очищенных на каскадном сепараторе; Ф2 – фракция семян, доочищенная на триере, воздушно-решетной машине и пневмостоле; Фо– объединенная фракция очищенных семян
Рис. 5.5. Схема фракционной технологии очистки семян с предварительным разделением их в триере БТ-20:
1 – очищаемый материал; 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 – примеси; 10 – семена.
Технологический процесс работы агрегата ЗАВ-40 с пневмоинерционным сепаратором ВП-50 осуществляется следующим образом. Зерновой ворох (рис. 5.6) из приемника 2 по ленточному транспортеру 3, расположенному в подземной галерее, подается в первую загрузочную норию 4. Отсюда ворох по зернопроводу может подаваться в загрузочный бункер ворохоочистителя 5 или, минуя его, в завальную яму 9 агрегата ЗАВ-40. Из завальной ямы 9 ворох загрузочной норией 10 подается на две зерноочистительные машины 11, а из них – в бункеры чистого зерна.
При работе ЗАВ-40 с ворохоочистителем при очистке продовольственного зерна ворох из загрузочной нории поступает в ворохоочиститель. Первые две фракции по ходу технологического процесса объединяются в ворохоочистителе и поступают в завальную яму ЗАВ-40, третья фракция подается скребковым транспортером в бункер фуражных отходов 8 и в секцию неиспользуемых отходов; легкие примеси выносятся по воздушному каналу и подаются вентилятором в тракторный прицеп емкостью 45 м3..
При очистке семенного зерна первая фракция из ворохоочистителя подается в одну из технологических линий агрегата ЗАВ-40, состоящую из машин ЗВС-20 и ЗАВ-10.90.000, вторая фракция– в другую технологическую линию. Наиболее полноценные семена получают в первой технологической линии.
Приемочные испытания ворохоочистителя проводились на продовольственном режиме. В опытах оценивали равномерность распределения исходного материала загрузочным шнеком по ширине воздушного канала при подаче исходного вороха 29,2 т/ч на установившемся режиме работы ворохоочистителя. Значение коэффициента неравномерности распределения материала составило 0,037%.
При очистке в зерноочистительной машине ЗВС-20 были установлены следующие размеры продолговатых отверстий решет: для пшеницы – Б1-3,0; Б2-3,6; В-2,2 мм; овса – Б1-2,2; Б1-3,6; В-2,5; Г-2,0 мм.
Массовая доля фракции чистого зерна при работе ворохоочистителя (производительность 30 т/ч) составила 82% при чистоте 96%. Аналогичные показатели работы ЗАВ-40 – 77,6% при чистоте 96,1%.
Рис. 5.6. Функциональная схема линии с предварительным разделением зерновой смеси воздушным потоком
машиной ВП-50:
1 – автомобилеразгрузчик; 2 – приемник зерна; 3 – ленточный транспортер; 4 – загрузочная нория, 5 – ворохоочиститель ВП-50; 6 – емкость для отходов; 7 – бункер чистого зерна; 8 – бункер фуражных отходов; 9 – приемник зерна агрегата ЗАВ-40; 10 – нория; 11 – воздушно-решетная машина ЗВС-20; 12 – нория; 13 – триерный блок
Испытания показали возможность использования ВП-50 на более высоких производительностях. Так, например, при производительности 51,2 т/ч полнота разделения составила 0,52, а качество очищенного зерна соответствовало базисной кондиции.
В Курганской ГСХА разработан агрегат для первичной очистки зерна (рис. 5.7), работа которого заключается в следующем.
Исходный зерновой материал подается из приемника 1, загрузочной норией 2 в приемную часть пневмоклассификатора 3. При скорости воздушного потока, создаваемого вентилятором 5 в вертикальных каналах 9,6…9,8 м/с, поступающий зерновой поток делят на две фракции. Первую, компоненты которой имеют большую скорость витания при засоренности 1,5…2,0%, направляют на решетные станы 6 и 7 машины и далее подают транспортером 10 в триерные блоки 12, на выходе из которых получают семена первого класса.
Фракция, выделенная воздушным потоком в осадочную камеру пневмосистемы 3, поступает в приемную часть воздушной системы 4, которая выделяет легкие примеси. Очищенное зерно подается на решетные станы 8 и 9 и далее транспортером 11 подается в триерный блок 13.
Очищенное зерно с триерных блоков поступает в отдельные части бункера чистого зерна, а отходы направляются в бункер фуража. Выход наиболее ценной части семян составляет 35…45%.
Представляет интерес и второй агрегат (рис. 5.8), разработанный в этом же учебном заведении.
Он работает следующим образом. Комбайновый ворох из бункера по перфорированной доске 2 поступает на начало решетного стана 3. В процессе движения вороха происходит выделение легких примесей, которые через вытяжной зонт 4 выводятся в циклон 5.
Под действием колебательного движения стана 3 происходит перераспределение частиц по толщине слоя по их крупности и плотности. Мелкие примеси просеиваются в бункер 6. Далее зерновая смесь поступает на второе решето 7, которое выделяет в проход 40…50% зерновой смеси. Воздушный поток, создаваемый вентилятором 8, перемещает проходовые частицы решета 7, в зависимости от их свойств в секции 6 или 9. Сходовая фракция поступает на третье решето 10, выделяющее крупные примеси. Зерно из бункера 11 очищают в воздушно-решетной машине 13 и далее в триерном блоке 14.
Рис. 5.7. Функциональная схема агрегата для фракционной очистки семян
и зерна:
1 – приемник зерна; 2 – нория; 3, 4 – пневмоклассификаторы; 5 – вентилятор; 6, 7, 8, 9 – решетные станы; 10,11 – транспортеры; 12, 13 – триерные блоки
|
Рис. 5.8. Функциональная схема агрегата для фракционной очистки зерна: 1 – приемник зерна; 2– перфорированная поверхность; 3 – решетный стан; 4– зонд; 5 – циклон; 6, 9, 11 – бункеры; 7, 10 – решета; 8 – вентилятор; 12 бункер чистого зерна; 13 – воздушно-решетная машина; 14– триерный блок |
Коллективами кафедр сельхозмашин Пермской ГСХА и Санкт-Петербургского ГАУ совместно с научно-техническим центром «Семена Прикамья» разработана ресурсо-энергосберегающая технология послеуборочной обработки семян.
Особенностью технологии является то, что предварительная очистка зернового вороха, поступающего из отделения временного хранения на базе аэрожелобов, осуществляется в два этапа, а разделение по плотности семенной фракции, после сушки, проводят в две стадии. Причем на первой осуществляют предварительное разделение зернового потока на две фракции на вибросепараторе, а на второй, после вторичной очистки и триерования, проводят выделение низконатурных примесей на пневмосортировальном столе из одной фракции от полученных на первой стадии.
Согласно технологии (рис. 5.9), на первом этапе осуществляется прием зерна от комбайнов в аэрируемый бункер, предварительная очистка, временное хранение, разделение на фракции (блок 1). При приеме небольших объемов зерна фракционирование проводят одновременно с предварительной очисткой. На втором этапе (блок 2) осуществляют сушку семенной фракции. Одновременно ведут обработку (сушка или консервирование или плющение-консервирование и др.) фуражной фракции (блок 3). При очистке высушенной семенной фракции технология предусматривает до обработки зернового потока на вибропневмосепараторе разделение материала по комплексу физико-механических свойств, в том числе по плотности, на две фракции. Эту операцию осуществляют на вибросепараторе с решетной делительной поверхностью одновременно с первичной или вторичной очисткой семян. Если разделение на две фракции ведут при первичной очистке, то полученные два зерновых потока должны быть обработаны раздельно на триерах и рабочих органах машин вторичной очистки. Перед фракционированием при вторичной очистке зерновой материал необходимо предварительно обработать на машине первичной очистки и триерных цилиндрах (блоки 4 и 5). Окончательную обработку семян на вибропневмосепараторе проводят, в большинстве случаев, с целью выделения трудноотделимых примесей, только одной из фракций (блок 6).
Технология позволяет сократить затраты энергии на послеуборочную обработку семян до 20% и снизить их потери в отходы более чем в 1,5 раза по сравнению с известными разработками. Реализация основной очистки с использованием воздушно-решетной машины для одновременной первичной и вторичной обработки материала, позволит снизить металлоемкость отделения очистки до 30%.
Влажный
семенной ворох, поступающий от комбайнов
на пункт послеуборочной обработки
1.1
1.2
1.3
2
3.1
3.2
4.1
4.2
5.1
5.2
6.1
6.2
Рис. 5.9.
Схема ресурсосберегающей технологии
послеуборочной обработки семян зерновых
культур в увлажненных зонах
1.4
