Комплексы зерноочистки — описание, виды, принцип работы
Современный бизнес и руководители фермерских хозяйств заинтересованы в получении хорошей прибыли. Ведь собранный урожай необходимо качественно очистить, переработать и сохранить. Для достижения этой цели предприниматели должны иметь качественное современное оборудование, способное очистить сильнозасоренное влажное или сухое зерно выращенных культур.
От того, насколько качественно обработано зерно, зависит прибыльность и репутация агропроизводителя. В связи с этим рентабельное ведение сельского хозяйства предполагает обязательное наличие в фермерском хозяйстве зерноочистительного комплекса.
Зачем фермерскому хозяйству зерноочистительный комплекс?
Зерноочистительный комплекс позволяет сельхозпредприятию быть конкурентоспособным на рынке. Основным назначением зернокомплекса является очистка зерна, по которой определяется его качество.
Различные виды агрокультур продовольственного и фуражного назначения, такие как зерновые, зернобобовые, крупяные и другие культуры, очищаются от примесей, отличающихся от зерна своими размерами и аэродинамическими свойствами. Чистка зерна производится с помощью специальных машин.
Примеси бывают нескольких видов:
Очистка зерна увеличивает сроки его хранения, снижает в нем влажность и количество микроорганизмов, повышает качество зерна.
Зерноочистительные машины, входящие в любой зернокомплекс, позволяют зерну пройти несколько этапов очистки:
Предварительный этап очистки зерна представляет собой вспомогательную операцию. Предварительная обработка очищает зерно от крупных примесей, за счет чего повышается его сыпучесть и продвижение зерна в зерносушилке становится проще. Машины для предварительной очистки зерна называются ворохоочистителями.
Предварительная очистка проводится непосредственно после уборки урожая. Задерживать эту операцию нельзя, потому что может возникнуть самосогревание зерна, что повышает его влажность и снижает качество. 
Первичный этап очистки зерна заключается в отделении от основного зерна максимального количества примесей, как крупных, так и мелких. Здесь зерно сепарируется в воздушно-решетных машинах по его аэродинамическим свойствам, ширине и толщине. Сортировка зерна по длине проводится с использованием триеров. Первичная обработка зерна проводится при его максимальной влажности (18%). 
Вторичный этап очистки зерна проводится сложными воздушно-решетными машинами. Этими машинами обрабатывают семенной материал. Очистка семян после такой обработки должна соответствовать по чистоте 1 и 2 классу.
Машины вторичной очистки распределяют зерновую массу на четыре фракции:
Для вторичной очистки машины работают в три яруса, в результате мелкие примеси отделяются практически полностью, и зерно на выходе имеет очень хорошее качество.
Однако, существуют некоторые виды примесей (проросшие или недоразвитые семена, семена некоторых видов сорняков, зерна головни), которые воздушно-решетными машинами не удаляются. Эти трудноотделимые примеси схожи с ценным зерном и по аэродинамическим свойствам, и по размерам.
Для отделения таких примесей используют особые способы очистки. Как правило, финишная доработка зерна, или калибровка, производится сепараторами.
Зерноочистительные комплексы ЗАВ
Комплекс ЗАВ используется для обработки собранного урожая зерновых культур, крупяных, масленичных. В этот комплекс входит целый набор машин и оборудования, которые связаны в одну технологическую линию, составляющую два отделения.
Первое отделение предназначено для предварительной очистки зерновой массы от примесей как крупных, так и мелких. Здесь же зерно временно хранится в вентилируемых бункерах. Это отделение содержит автомобилеразгрузчик, завальную яму, промежуточный транспортер, две нории, отделение для хранения зерновой массы. Сюда же входит машина предварительной очистки.
Второе отделение предназначено для окончательной очистки зерна, распределения фракций по разным бункерам, а также для дальнейшей их выгрузки в автотранспорт. В это отделение входит ветрорешетная очистительная машина, триерные блоки, зернопроводы и аспирационная система.
Принцип работы зерноочистительного комплекса ЗАВ
Зерновая масса вначале попадает в завальную яму. Оттуда она перемещается на транспортер, который перенаправляет ее в норию. Дальше зерно проходит в машине предварительную очистку.
Следующим этапом зерно поступает на сетчатый транспортер. Здесь крупные примеси, такие как солома, колоски и другой мусор, отделяются от основной зерновой массы.
Далее зерно подвергается воздушно-ветровой очистке, где очищается от легких примесей. Примеси выводятся наружу, где перемещаются в бункер отходов. Основная же зерновая масса засыпается по нории в отделение на временное хранение.
Из отделения временного хранения зерно перемещается в зерноочистительную машину по транспортеру и нории для его финальной очистки. С помощью воздушного потока и решет зерно разделяется на три фракции: очищенное зерно, промежуточная фракция и отходы. Промежуточная фракция отправляется на триерование. Если зерновая масса несильно засорена, то она делится на чистое зерно и фуражные отходы. Если обрабатывается семенной материал, то на триерование поступает вся зерновая масса.
Перед тем, как начать работу на зерноочистительном комплексе ЗАВ, необходимо составить схему работы агрегата. Это делается для того, что целый набор машин и оборудования, входящий в данный комплекс, могут работать автономно. При составлении схемы необходимо учитывать не только вид обрабатываемой культуры, но и ее влажность, засоренность, а также конечную цель обработки.
Зерноочистительные комплексы КЗС
Зерноочистительный комплекс КЗС, так же, как и ЗАВ, представляет собой набор машин и оборудования, сбалансированный по производительности.
Использование зерносушильного комплекса КЗС позволяет получить качественный продукт, который хранится довольно длительное время. Увезенный с полей урожай проходит предварительную очистку и сушку зерна и переправляется для последующей переработки или хранения.
Зернокомплексы КЗС состоят из приемного отделения, представляющего собой завальную яму с транспортером и норий. Также в комплексах имеется зерноочистительное отделение, куда входят машины предварительной и первичной очистки, триерные блоки и транспортирующие устройства, сушильное отделение, транспортеры, зернопроводы, аэрируемые бункера временного хранения, компьютерная контролирующая система и система управления всем оборудованием.
Как работает зерносушильный комплекс КЗС
Зерновая масса, после сбора урожая попадает в завальную яму, откуда норией подается в машину на предварительную очистку, где отделяются крупные примеси, солома и прочие остатки стеблей растений.
Далее влажное зерно попадает в зерносушилку, а сухая часть зерна поставляется на хранение в специальные отделения аэрируемых бункеров. Из зерносушилки основная масса зерна, имеющая кондиционную влажность, отправляется в машину для прохождения первичной очистки, затем в триерный блок.
Следующий этап – это бункерное отделение, откуда уже чистое зерно загружается в автотранспорт.
Семенные зерновые проходят еще одну дополнительную обработку, включающую в себя очистку и сортировку на машинах вторичной очистки.
Зерносушильные комплексы КЗС предоставляют возможность выполнять полную подготовку зерна для последующей переработки и хранения.
Современное оборудование зерноочистительного комплекса КЗС рассчитано на выполнение как комплексных, так и отдельных операций. Сушат зерновые на КЗС только тогда, когда зерно не нуждается в очистке.
Загружают в КЗС зерно, уже имеющее необходимый для хранения уровень влажности, но нуждающееся в тщательной очистке от примеси.
Сушится зерно, загруженное в КЗС, потоками горячего воздуха, подаваемого вентиляторами. Далее, уже готовое зерно отправляется на хранение или на производство, где из него мелят муку или готовят комбикорм для скота.
Особенности комплексов ЗАВ и КЗС
Зерноочистительный комплекс ЗАВ представляет собой замкнутую производственную линию, где проходит предварительная, первичная и вторичная очистка как зерновых, так и бобовых, и масленичных культур.
Зерноочистительный комплекс КЗС представляет собой комбинацию зерноочистительного комплекса с производительным сушильным агрегатом. Данное сочетание дает возможность обрабатывать агрокультуры в полном цикле до полной готовности к оптовым продажам.
Комплекс по очистке зерна ЗАВ предназначен выполнять как предварительную, так и первичную очистку зерновых после уборки от крупных и мелких примесей в зерноочистительных и зерносушильных линиях, триерах, и другом оборудовании.
Комплектуются эти комплексы сепараторами виброцентробежными и плоскорешетными, транспортерами.
Комплекс по очистке-сушке зерна КЗС предназначен выполнять следующие режимы:
Данный комплекс имеет два отделения: очистительное и сушильное.
Очистительное отделение представляет собой типовой 3-х бункерный ЗАВ, а сушильное отделение имеет зерносушилки и дополнительное оборудование для связи с отделением очистки: нории, транспортеры.
Выводы
Зерноочистительные комплексы предназначены для послеуборочной обработки, предварительной чистки и сушки зерна, а также для его подготовки к дальнейшему хранению. Зернокомплексы транспортируют зерно как внутри себя, так и за пределы, перемещая его на производство или в емкости для хранения.
Такие комплексы хороши тем, что их используют и в небольших фермерских хозяйствах, и в крупных агропромышленных комплексах.
В зависимости от влажности зерна и его назначения, комплексы по очистке и сушке зерна укомплектовываются дополнительным оборудованием. Выбор оборудования определяется по двум главным критериям: масштабом предприятия и его задачами.
Таким образом, любое фермерское хозяйство может использовать любой зерноочистительный комплекс ЗАВ или КЗС, по своему усмотрению и назначению, и подобрать для себя оптимальное оборудование.
Этапы очистки зерна и семян
Очистка зерна и семян представляет собой сложный технологический процесс. Он подразделяется на несколько этапов, каждый из которых имеет свою цель и предполагает использование особых технологий.
Весь процесс очистки состоит из:
Предварительная очистка зерна
Предварительная очистка считается вспомогательным этапом. Его в обязательном порядке проходит зерновой ворох, не соответствующий требованиям для поступления на первичную очистку. Без этого процесса не обойтись, если на начальном этапе материал сильно засорен и имеет высокую влажность. Такие свойства характерны для урожая, собранного на северо-западе страны. В южных регионах качество вороха значительно выше: влажность находится в рамках допустимых норм, примесей при этом не так много. Поэтому допускается пропуск первого этапа.
Предварительная очистка призвана улучшить качество сырья и упростить обработку на последующих этапах, создав максимально благоприятные условия для них. Особенно важно это для качественной просушки материала.
Условия процесса
Предварительный этап – это грубая очистка. Даже после его прохождения в материале остается большое количество посторонних смесей. Тем не менее он имеет важное значение во всем технологическом процессе, так как значительно увеличивает сыпучесть зерна. В дальнейшем это упрощает передвижение собранного с полей биоматериала в зерносушилке.
Также предварительная очистка благотворно влияет на способности зерна противостоять факторам, вызывающим его порчу. В частности, пройдя через этот этап, масса становится менее склонна к самосогреванию, которое способно привести к значительным потерям.
Существует несколько факторов, которые должны учитываться при подготовке к первому этапу процесса очистки семян:
Количество более мелкого соломистого мусора допускается, но в незначительном количестве, не более 0.2% от общей массы.
При таких исходных данных уже на этапе предварительной очистки получается устранить до 50% разнообразных посторонних примесей и практически 100% соломистых. По крайней мере в ней не должно остаться кусочков соломы длиной свыше 50 мм.
По окончании этапа предварительной очистки вся изначальная масса будет разделена на две части.
Первую составит смесь, состоящая преимущественно из качественного зерна. В таком виде она готова пройти более тонкую очистку.
Вторая часть – это отходы производства. Допускается, что сюда попадет и небольшое количество зерен. При соблюдении технологии доля утраты качественного сырья будет небольшой, не более 0,05%.
Технические средства
Для предварительной очистки используют воздушно-решетные машины, которые еще называют ворохоочистителями. Они имеют простейшую конструкцию, но выполняют при этом несколько задач. В настоящее время в сельском хозяйстве используют две модели стационарных машин:
Эти агрегаты удаляют примеси разного рода. Для легких достаточно обработки воздушным потоком, для более тяжелых используется решето. Из недостатков можно отметить отсутствие в конструкции этих машин еще одного решета, подсевного.
Специалисты отмечают, что оно помогло бы выделить мелкие сорные примеси. Но за отсутствием такового смесь, соринки остаются в смеси, поступая в ее составе на сушку. Там они снижают эффективность действий сушильных машин за счет своей высокой влажности.
Первичная очистка зерна
Цель этой операции состоит в удалении максимально возможного количества ненужных примесей, как мелких, легких, так и тяжелых. Весь поступивший на этот этап обработки материал сепарируется по разным показателям: толщине, ширине и аэродинамике. Для этого в сельском хозяйстве используют специальные воздушно-решетные машины. Дополнительную сортировку по длине производят триеры.
По итогам первичной обработки может оставаться лишь незначительное количество посторонних примесей к основному зерну, не более 3%. Если суммировать этот результат с тем, что получен на этапе предварительной обработки, то получится, что количество смеси уменьшилось на 60% от своего первоначального состояния.
При первичной обработке вся поступившая масса разделяется уже по четырем фракциям. В первую поступает качественное зерно, во вторую некачественные, щуплые представители основной культуры маленького размера, образовывая так называемое фуражное зерно, в третью крупные отходы, и, наконец, в четвертую – легкие.
Пока не существует технологии и оборудования, которые помогли бы обходиться на данном этапе без потерь основного зерна. Даже самая точная настройка машин не позволяет сохранить его на 100%. Допускаются потери до 1,5% от основной массы зерна.
Технология процесса
Первичная очистка состоит из нескольких операций. Первая, которую еще называют «отвеиванием», подразумевает разделение на две фракции. В одной соберутся легкие культуры, в другой тяжелые. Происходит это благодаря потоку воздуха, который движется со специально рассчитанной скоростью.
В результате от всей массы отделяются самые легкие частицы, обладающие иными по сравнению с зерном аэродинамическими свойствами. Для расчетов используется такое понятие как «скорость витания». Этим термином определяют скорость потока воздуха, при которой те или иные частички переходят в состояние взвешенности, то есть фактически начинают витать в воздухе.
Скорость витания качественного зерна, которое и необходимо очистить, отличается от скорости витания различных примесей, начиная от соломы и заканчивая пылью. Это связано с тем, что они имеют разную массу, плотность и парусность. Зерно большинства культивируемых сегодня злаковых культур поднимается в воздух при скорости 8-12 м/сек. Для легких сорных культур достаточно гораздо более медленного потока.
Это свойство позволяет довольно легко и точно разделить всю поступившую массу надвое. Скорость потока воздуха внутри очистительных машин превышает скорость витания наиболее легких примесей. В итоге, поднимаясь в воздух, они выносятся за границы рабочего канала.
Вторичная очистка
Эта процедура применяется в основном для зерна, предназначенного на семена. Специальные устройства позволяют добиться норм по чистоте, характерных для I и II классов посевного стандарта всего лишь за один пропуск. Но иногда требуется и дополнительная очистка с использованием специальных агрегатов. Речь идет о тех случаях, когда в смеси содержатся трудноотделимые примеси. У разных сельскохозяйственных культур могут существовать свои «двойники», убрать которые обычными способами невозможно.
Для этого этапа очистки используют воздушно-решетные машины сложной конструкции. Они позволяют разделить весь материал по четырем фракциям. В первую поступают непосредственно качественные семена, во вторую зерна, относящиеся ко 2 сорту, в третью аспирационные и крупные отходы, в четвертую мелкие примеси.
Потерь качественного зерна при вторичной очистке избежать не удается. На сегодняшний день существуют допустимые нормы:
Обеспечить такие показатели может соблюдение нормативов:
Специальные способы очистки зерна
Воздушно-решетные устройства оказываются бессильны в тех случаях, когда зерновая масса содержит трудноотделимые частицы. К таковым причисляются зерна культур двойников, схожих по своим размерам, плотности и аэродинамике с основными зернами. Это могут быть:
Однако они все же имеют специфические признаки, по которым можно отделить их от зерен основной культуры. Добиться этого позволяют устройства специального предназначения, речь о которых пойдет нижею
Пневмовибрационное сепарирование
Самые существенные различия между зернами основной культуры и трудноотделимых примесей заключаются в плотности эндосперма. Разделить культуры по этому признаку могут пневматические сортировальные столы. Производительность таких агрегатов, равно как и их качество зависит от скорости воздушного потока внутри и характеристик деки устройства:
Самые высокие показатели очистки сортировальные столы обеспечивают при максимальной частоте 400 – 550 колебаний в минуту. При чересчур малой частоте семена устремляются к заниженному краю, при завышенной – вдоль деки, к месту, где должны скапливаться тяжелые фракции.
Разделение по форме и состоянию поверхности
Еще одно существенное различие между основными зернами и сорными заключается в величине трения частиц о различные поверхности. По этому принципу можно сортировать не только различные культуры, но и отделять некачественные зерна основной. А также разделять на несколько фракций полноценные зерна основной культуры на основании различий их формы.
Для такого типа сепарирования используют наклонные поверхности, подвижные и неподвижные. Изготавливают их из материалов, различающихся по своим фрикционным свойствам.
Простейшим примером такого оборудования является винтовая горка или змейка. Она позволяет отделить семена, схожие по многим свойствам, но имеющие разную форму, округлую или продолговатую. Этот аппарат эффективен, к примеру, в тех случаях, когда нужно отделить горох от овса.
Принцип действия винтовой горки основан на том, что семена гороха или вики при скатывании по винтовой плоскости будут обладать большей скоростью и инерцией, чем схожие с ними, но гораздо более медленные за счет своих скользящих свойств семена овса и вики.
В результате семена двух культур, оказавшись на змейке, неминуемо образуют два потока, передвигающихся с разной скоростью. Расположенные на агрегате перегородки ловят их и направляют в разные приемники.
Другие устройства подобного типа отделяют зерна основной культуры от примесей на основе их фрикционных свойств, то есть различиях в углах трения. В результате этой процедуры шероховатые и гладкие зерна оказываются в разных фракциях. Такие машины называют фрикционными сепараторами или полотняными горками.
Основная задача настройки горок заключается в правильном выборе угла наклона. Он должен превышать угол трения гладких семян, но при этом быть меньше, чем угол трения шероховатых. В таком случае гладкие будут скатываться вниз, а шероховатые устремляться наверх.
Недостаток горки заключается в том, что максимальную точность это устройство гарантирует в том случае, если на его поверхности семена будут расположены тонким слоем. Это здорово снижает его производительность. Исправить это позволяют многоуровневые горки, состоящие из нескольких секций, расположенных одна над другой. Они могут работать параллельно. В таком случае повышаются количественные показатели. А могут последовательно, чтобы увеличить показатели качественные.
Так, показательна работа горки, предназначенной для свеклы. Ее конструкция подразумевает четыре полотна с углом наклона от 19 до 28 градусов и линейной скоростью от 0.5 до 0.7 м/с. Все секции работают одновременно и параллельно, а очищенные с их помощью семена отправляются в один приемник.
Электромагнитные установки
Повилка, плевел, подорожник, василек и горчак ползучий усложняют процесс очистки в хозяйствах, выращивающих такие культуры как лен, клевер или люцерну. Сорняки сходны с семенами культурных растений по большинству признаков. Отделить их не способны ни воздушно-решетные агрегаты, ни триеры. Справляются с этой задачей только специальные электромагнитные машины.
Суть процедуры состоит в том, что в зерновую смесь добавляют некоторое количество специального магнитного порошка. Он состоит из 20% мела и 80% окиси-закиси железа. Требуется такого порошка немного: расход составляет примерно 1-2.5% от общей массы семян.
Сорные зерна довольно шероховаты, и порошок легко пристает к ним. В то же время гладкие зерна люцерны, льна и клевера остаются практически чистыми.
Далее смесь выкладывают на поверхность непрерывно вращающегося барабана. Семена с большим количеством магнитных частичек на поверхности, прикрепляются к нему, задерживаясь на определенное время. Те же, которые не содержат порошка, то есть качественные семена основной культуры, скатываются сразу.
Машины для очистки зерна принцип очистки зерна
Информационно-аналитический портал
для крестьянских фермерских хозяйств
| |||||||||||||||||||||||||||
|
Если этого недостаточно, производят дополнительную очистку, используя триеры, аспираторы, пневмостолы, камнеотборники и другие машины в зависимости от состава и количества оставшихся примесей в очищаемом зерне (см. рис. 1.11).
В зависимости от конструкции сепаратора и расположения сит схемы очистки могут быть разными (рис. 1.13).
шириной ячей 4,0 мм; шесть дисков типа 1 с длиной и шириной ячей 4,5 мм, и т. д.
Следующей смене оборудование необходимо передавать в технически исправном состоянии и налаженном режиме (зерноочистительные машины сдаются на ходу, без остановки их работы).
содержание в них зерна. Если содержание зерна в относах превышает допустимую норму, рукоятку клапанов постепенно перемещает в сторону надписи «закрыто».
