Основне завдання очистки зернового матеріалу полягає у відділенні від потоку вороху всіх домішок та щуплого, битого і пошкодженого зерна основної культури. За умови якісного очищення підвищуються поживні і смакові властивості продовольчого і фуражного зерна. Очищене насіннєве зерно сортують і калібрують для одержання насіннєвого матеріалу, однакового за розмірами (товщиною, шириною), вагою або іншими ознаками.
Етапи очищення зерна
Технологічні схеми очищення зерна складаються із попередньої, первинної і вторинної сепарацій зернового матеріалу.
Зерновий ворох під час попереднього очищення розділяють на дві фракції: насіння і відходи. З вороху повинно бути виділено не менше 50% домішок (органічних, мінеральних, насіння бур’янів і культурних рослин), а вміст часток соломи довжиною до 50 мм не повинен перевищувати 0,2%. Вміст насіння основної культури у відходах — не більше 0,05% їх маси у вхідному матеріалі.
На етапі первинної очистки зерновий матеріал розділяють на чотири фракції: очищене зерно, легкі відходи і великі домішки, другий сорт, підсів. Очищене зерно після первинної очистки повинне мати наступні якісні показники: чистота — не менше 97%; наявність сміттєвих домішок — не більше 1%, а зернових домішок (у тому числі подрібнених зернин) — близько 2%.
Насінний матеріал у процесі вторинного очищення розподіляють на фракції: очищене насіння, зернові домішки, відходи і домішки. Насіннєвий матеріал після обробки не повинен мати більш ніж 1% домішок.
Пневматичні зерносепаратори
Для очищення зерна застосовуються пневматичні, повітряно-ситові, трієрні, відцентрово-вібраційні, барабанні зерноочисні сепаратори.
Український виробник ТОВ «НВФ «Аеромех»™ пропонує модельний ряд пневматичних зерноочисних сепараторів САД (рис. 1 а) продуктивністю від 4 до 150 т/год., які можуть застосовувати під час попереднього та первинного очищення і калібрування зерна.
Рисунок 1. Пневматичний зерноочисний сепаратор САД
Пневматичні зерносепаратори САД складаються із бункера-живильника, регулятора подачі зерна, віброжолоба, вентилятора високого тиску, струйного генератора, камери сепарації, циклону, жолобів та патрубків-насіннєпроводів для різних фракцій зерна, бункера повернення, електричної системи з електродвигунами для різних та ящика керування.
Робота сепаратора базується на принципі взаємодії бокового потоку повітря та зерна, яке подається у цей потік повітря (рис. 1 б). Зерно 1 подається у бункер-живильник 2, а потім за допомогою регулятора подачі 3 направляється на віброжолоб 4, де відбувається розпушування і вирівнювання потоку зерна по ширині камери сепарації 7.
В камері сепарації проходить розділення зерна за масою внаслідок дії на нього повітряних потоків 8, створених вентилятором високого тиску 5 та утворених струйним генератором 6.
Після сепарування зерно розподіляється по жолобах різних фракцій насіння 10 і направляється у приймальні бункери 11 або фасується у мішки.
Під час виконання високоточного калібрування частина зерна через пристрій зворотних фракцій 12 попадає у бункер повернення 13, з якого подається у бункер-живильник для повторної сепарації.
Циклон 9 уловлює пил, легкі домішки та мілко дисперсні частини.
Принцип роботи сепаратора — це поділ зерна за вагою із точністю ± 3%. Однак якщо частинки зерна, землі або стебел однієї ваги з зерном, то вони будуть в одному лотку з поправкою на парусність. Тому попередня, а іноді й первинна очистка обов’язкова.
Решітні сепаратори
Підприємство ТОВ «НВФ «Аеромех»™ виготовляє також решітний сепаратор попереднього очищення моделі СПО, призначений для відділення великих домішок. Він може використовуватись як окрема машина або працювати в комплексі з пневматичним зерносепаратором САД (рис. 2 а).
Сепаратор СПО (рис. 2 б) складається із патрубка для відведення великих домішок 1, сепаратора 2, зонта 3, повітропроводу 4, циклона 5, завантажувального бункера 6, рами циклона 7 і рами сепаратора 8 та пристрою для відведення очищеного зерна 9, решітного стану 10, вентилятора пневмосистеми 11. Решітний сепаратор складається із сита з круглими отворами, скребка та щітки.
Рисунок 2. Решітний сепаратор попереднього очищення моделі СПО
Принцип роботи решітного сепаратора базується на зворотно-поступальних рухах сита як у горизонтальному, так і у вертикальному напрямках. Для більш рівномірного і стабільного проходу зерна над ситом рухаються скребки, які розподіляють зерно по ширині сита і не дозволяють йому зійти у відходи. Слідом за скребком розташована щітка, яка змітає великі домішки, що не прийшли крізь сито.
Пневмостоли
Машини з очищення зерна представлені на ринку України багатьма фірмами: «ТОР», «Агросепмаш», «Сад», «Алмаз» тощо.
Фірма PETKUS виготовляє пневматичні столи серій G та KD, котрі служать для сортування сировини, залежно від питомої ваги частинок, і застосовуються для обробки насіннєвого матеріалу злакових культур, кукурудзи, дрібного насіння, бобових і олійних культур, насіння трав (рис. 3).
Рисунок 3. Пневматичний стіл G 40
Пневматичні столи складаються з аспіраційної системи та вібростола з сітчастою повітропроникною площиною. Зерновий матеріал безперервно подається на робочу сітчасту поверхню вібростолу так, щоб поверхня була повністю покрита шаром матеріалу. Нахил столу може бути відрегульований у поперечному і поздовжньому напрямках. Через отвори площини стола подається рівномірний потік повітря у вертикальному напрямку. Під дією повітряного потоку зерновий матеріал, який знаходиться на столі, розшаровується на декілька горизонті з різними питомими масами зернин. В результаті коливального руху стола важчі зернини переміщаються до розташованих вище виходів, а легкі частинки — до нижче розташованих виходів. Для досягнення точного розподілу різних матеріалів забезпечена можливість плавного налаштування подачі матеріалу, нахилу поверхні і частоти коливань стола.
Білоруська компанія «Зерно BY Очистка» для попереднього очищення зерна пропонує сепаратор СВП-70 (рис. 4).
Рисунок 4. Загальний вигляд (а) та схема технологічного процесу
(б) сепаратора попереднього очищення зерна СВП-70
Під час виконання технологічного процесу зерновий ворох надходить у приймальну камеру, в якій рівномірно розподіляється по ширині сепаратора і подається на решітну систему очищення, яка відділяє від потоку зерна великі домішки: солому, колоски тощо. Зерновий матеріал, який просипався через сито на піддон, переміщається у канал аспіраційної камери і самопливом у пневмоканал аспірації. Висхідний потік повітря виносить легкі домішки (легке колосся, насіння бур’янів, недоброякісне насіння тощо) в камеру осідання. Внизу камери відбувається осідання дрібних домішок, а повітря спрямовується до вентилятора для повторного використання.
Повітро-ситові
сепаратори
На ринку зерноочисного обладнання значне місце належить повітряно-ситовим сепараторам. Принцип їх роботи полягає у поділі вихідної зернової суміші на фракції шляхом послідовного просіювання через два яруси сит, що здійснюють коливальні рухи, і виділення легких домішок та пилу із зерна шляхом проходження його через висхідний потік повітря у пневмосепаруючому каналі. В комплект поставки входять сита з різними отворами для очищення широкої гами насіння сільгоспкультур.
Рисунок 5. Загальний вигляд (а) та схема (б) зерноочисної машини Seed 45
Фірма RIELA продукує повітряно-решітну машину моделі Seed 45 (рис. 5).Російський виробник ТОВ «Осколсельмаш» представляє повітряно-ситовий фракційний очищувач зерна ОЗФ-80, призначений для попередньої, первинної та вторинної очистки зерна. Очищувач зерна ОЗФ оснащений подвійною аспіраційною системою повітряного очищення, яка забезпечує виділення легких домішок перед надходженням зернового матеріалу на решітний стан, а щуплих і біологічно неповноцінних зернівок — у фуражну фракцію після очищення на решетах. Аспіраційна система оснащена одним діаметральним вентилятором із незалежним безступінчастим регулюванням швидкості повітряного потоку в кожній з аспіраційних систем за допомогою частотного перетворювача і вимірювання величини відкриття регулювальних вікон.
Фірма PETKUS виготовляє повітряно-ситові сепаратори-мультиочисники моделей M12, M15 (рис. 6).
Рисунок 6. Мультиочисник моделі M12
Подача зернового матеріалу здійснюється через прогумований профільований валець і заслінку з вантажами. Самоустановлювальні клапани приймального пристрою регулюють подачу зерна відповідно до пропускної спроможності машини.
Попередній пневмосепаратор здійснює відділення пилу і легких частинок. У головному пневмосепараторі відділяється чисте зерно від пилоподібних частинок, щуплого зерна та легких компонентів. Обидві машини оснащені регульованими заслінками для керування швидкістю потоку повітря.
Головний пневмосепаратор складається із двоканальної системи з регульованою впускною заслінкою для інтенсивного очищення зерна. Він служить допоміжним елементом для очищення на решітних площинах. Заслінки для всмоктування зовнішнього повітря, розташовані у верхній частині, додатково регулюють кількість повітря. Відокремлені частинки осідають у двох осадових камерах і виносяться розвантажувальними шнеками.
Решітна система складається із двох решітних станів, які здійснюють коливання назустріч один одному. Направляючі елементи, розташовані до і після решітних станів, і поділ потоку продукту дозволяють налаштовувати решета під різні типи поділу продукту. Два верхніх решета відокремлюють великі сміттєві домішки із зерна.
Верхній решітний стан оснащений двома решетами. Відділення великих домішок здійснюється на верхніх решетах. У машині застосована система очищення отворів сита гумовими кульками. Для поліпшення очищення верхнє решето може бути оснащене скребковим транспортером-очищувачем. Потік зернового матеріалу може бути сповільнений на поверхні решета, що забезпечує краще розподілення зерна по всій площі решета.
Рисунок 7. Повітряно-ситові сепаратори зерна
Нижній решітний стан складається із чотирьох решіт. На всіх решітних рамах можна відокремлювати дрібні і великі домішки або здійснювати калібрування.
Повітряно-ситові сепаратори зерна виготовляють декілька фірм, таких як ПАТ «Харківпродмаш», Полымя (Білорусь), Jubus (Іспанія), Spomasz S. A. Toruń (Польща), Spectrum Industries (Індія), CTGRAIN (Китай) тощо (рис. 7). Ці машини мають аналогічний принцип роботи і різняться конструкційним виконанням.
Василь ДУМИЧ, старший
науковий співробітник
Тарас РОЛЬКО, молодший
науковий співробітник
Львівська філія УкрНДІПВТ
ім. Л. Погорілого
