Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Лекция 10. МЕХАНИЗАЦИЯ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА И СЕМЯН
1. Задачи послеуборочной обработки и агротехнические требования к очистке зерна
Ворох зерновых культур, поступающий с поля от комбайнов на пункты послеуборочной обработки, представляет собой смесь полноценного, мелкого, щуплого и поврежденного зерна основной культуры, семян различных культурных и сорных растений, а также примесей органического (стебли, колоски, соцветия и листья культурных растений и сорных трав) и минерального (песок, комочки почвы, камушки и т.п.) происхождения. Мелкие, щуплые и поврежденные зерна основной культуры, а также зерна других культурных растений в зерновом ворохе составляют зерновую примесь, а остальные - сорную примесь. Засоренность зернового вороха сорными и зерновыми примесями во многом зависит от почвенно-климатических условий, уровня агротехники, спелости хлебов, а также от качества работы зерноуборочных комбайнов. Поэтому степень и характер засоренности свежеубранного зерна в различных природно-климатических зонах, в пределах одной зоны, даже в одних и тех же хозяйствах, но на различных полях и в разные годы значительно колеблются. При этом содержание семян основной культуры в ворохе составляет 85…98%, а засоренность достигает 1…25%.
В зерновом ворохе при прямом комбайнировании, которое начинают при средней влажности зерна 17…18%, содержится значительное количество зерен с влажностью 24…27%. Особенно велика влажность мелких, щуплых и дробленых зерен основной культуры, семян и соцветий сорных растений, а зеленые части растений практически содержат 50…80% воды. Поэтому в насыпи неочищенного вороха основное зерно заметно увлажняется. Более влажные компоненты зернового вороха энергично дышат, вследствие чего создаются благоприятные условия для развития плесневых грибов, бактерий, насекомых. В результате размножения в зерновой насыпи микрофлоры образуется тепло, которое повышает температуру зерновой массы. В свою очередь, повышение температуры зерновой массы усиливает интенсивность ее дыхания. В таких условиях в зерновом ворохе начинает происходить саморегулирующийся процесс повышения температуры (самосогревание). Предельная температура, которую достигает зерновая масса при самосогревании, составляет 55…65ºС. Процесс самосогревания скоротечен, и температурный максимум может быть достигнут в течение 2…4 суток, практически завершающийся полной утратой семенных, продовольственных, кормовых и технических качеств зерна.
В связи с этим зерновой ворох, доставленный от комбайнов, необходимо:
- сразу же очистить от посторонних примесей. Даже кратковременная задержка с очисткой вороха снижает качество зерна и увеличивает в последующем объем работы. Содержание сорных примесей для пшеницы и ржи допускается не более 5%, для прочих зерновых - 8%, для риса - 10%, а содержание зерновых примесей не более 15%;
- осуществить сушку. Влажность продовольственного зерна не должна превышать 16…19%;
- зерно должно иметь нормальный запах и цвет, зараженность амбарными вредителями не допускается.
Сортовая чистота семян зерновых культур I и II классов должна быть 98…99%, всхожесть - 90…95% (для твердой пшеницы II класса - не меньше 87%), количество обрушенных семян - 0,5…1%, влажность семян - 14…17%.
2. Основные способы разделения зерновых смесей
Способы очистки и соответствующие сепарирующие органы машин подбирают в соответствии и учетом физико-механических свойств семян, сорных растений и примесей. Применяются следующие способы.
1. Разделение семян по линейным размерам. Любое семя неправильной формы имеет длину l, ширину b, толщину δ
Разделение зерна по толщине осуществляют на решетах с продолговатыми отверстиями.
Разделение зерна по ширине осуществляют на решетах с круглыми отверстиями.
Разделение зерна по длине осуществляют при помощи цилиндрического триера (вращающегося цилиндра с ячейками внутри)
2. Разделение зерновой смеси воздушным потоком. Основано на различии в массе и аэродинамических свойствах семян и примесей.
На тело, помещенное в вертикальном воздушном потоке (канале), действуют сила тяжести G и сила сопротивления воздушному потоку R. Если G > R, то тело падает. При R> G тело движется вверх. Если G = R, тело находится во взвешенном состоянии, оно неподвижно относительно стенок канала. Скорость вертикального воздушного потока, при которой тело находится во взвешенном состоянии, называют скоростью витания , или критической скоростью данного тела.
Смесь зерна можно разделить воздушным потоком только в том случае, если критические скорости семян и примесей различны. Значение можно определять по формуле
где g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;
Kn - коэффициент парусности, c-1.
3. Разделение семян плотности. Применяют в основном для разделения трудноотделимых примесей. Такой способ используют в пневмосортировальных столах. Под действием колебаний и воздушной струи слой зерна на столах «псевдоожижается»: тяжелые частицы опускаются вниз, легкие всплывают. Из-за наклона стола тяжелые примеси под углом уходят вправо. Легкие примеси уходят вниз.
4. Разделение семян состоянию поверхности (гладкая, шероховатая, покрыты пушком). Семена смешивают с порошком, содержащим железо и удерживающимся на шероховатой поверхности семян, и пропускают через электромагнитную очистительную машину, магнитный барабан которой притягивает порошок и вместе с ним шероховатые семена.
5. Разделение семян по форме (длинные, шарообразные, трехгранные). Поэтому коэффициент трения при движении таких семян по наклонной поверхности различен. С учетом этого созданы для разделения семян устройства, имеющие наклонные фрикционные поверхности: горки, винтовые сепараторы, фрикционные триеры.
6. Разделение семян по упругим свойствам. Разделение происходит на отражательной поверхности.
7. Разделение семян по цвету (темный-светлый). Используют фотоэлемент: светлые зерна возбуждают в фотоэлементе электрический ток, открывающий клапаны на их пути.
3. Классификация и система зерноочистительных машин
Зерноочистительные машины, предназначенные для очистки и сортирования зерна и семян, классифицируются:
- По назначению:
а) машины предварительной очистки,
б) машины первичной очистки,
в) машины вторичной очистки,
г) специальные машины.
- По принципу действия:
а) воздушные,
б) воздушно-решетные,
в) триерные,
г) сложные (воздушно-решетно-триерные).
- По способу передвижения:
а) стационарные,
б) передвижные.
Технология послеуборочной обработки зерна включает следующие операции:
- предварительную очистку,
- сушку (в зоне с влажным климатом),
- первичную очистку,
- вторичную очистку,
- специальную обработку (если она нужна).
