Расчет и проектирование послеуборочной обработки и хранения зерна озимой ржи продовольственного назначения

       Перспективным приемом консервирования зерновых масс является введение в них смеси газов, образуемых в результате сжигания сжиженного газа в генераторах. Образующаяся при этом и предварительно охлажденная газовая среда (86-88 % азота, 11-13 % диоксида углерода, 0,5-1 % кислорода) вводится в зерновые массы, помещенные в герметичные хранилища. Однако это довольно дорогостоящий способ создания бескислородной среды.

       Необходимым условием для успешного хранения зерновых масс без доступа воздуха является наличие герметичных зернохранилищ. В случае недостаточной их герметичности к зерновой массе и в ее межзерновые пространства легко проникает воздух атмосферы, и создаются условия для дыхания всех ее компонентов. В связи с этим, для такого режима непригодны склады и даже обычные железобетонные силосные элеваторы. Для хранения зерна в герметических условиях используют металлические силосы, в которые периодически нагнетают газ, для поддержания давления несколько выше атмосферного.

       Хранение без доступа воздуха – это почти единственный способ, обеспечивающий сохранность зерна с повышенной влажностью, исключающий необходимость применения тепловой сушки в зерносушилках. Хранить без доступа воздуха рекомендуется и кормовое зерно с нормальной влажностью. Это целесообразно в южной зоне, где запасы зерна особенно подвержены заражению вредителями хлебных запасов.

     2.Технология послеуборочной обработки зерна (семян) в хозяйстве.

       Послеуборочная обработка зерна – комплекс технологических операций, выполняемых в послеуборочный период с целью повышения стойкости зерновой массы и качества.

       Технология послеуборочной обработки зерна (семян) зависит от его вида и назначения, а также от начальной влажности, засорённости и состава сорняков. Послеуборочная обработка зерна состоит из следующих этапов:

1) предварительная очистка  зерновой массы;

2) сушка (при необходимости  активное вентилирование свежеубранного  зерна);

3) первичная очистка;

4) вторичная очистка;

 

2.1. Предварительная очистка

       Предварительная очистка зерна является вспомогательной операцией, цель которой – увеличить сыпучесть зерновой массы и выделить из неё тяжёлые и мелкие фракции примесей. Предварительная очистка снижает количество сорной примеси примерно на 50% и снижает влажность зернового вороха, что приводит к увеличению сохранности зерна до выполнения последующих операций обработки.

Требования к операции. Предварительной очистке подвергается продовольственное зерно после уборки. Желательно, чтобы разрыва между операциями не было. Например, при влажности 25% и температуре 25°С зерновой ворох должен пройти предварительную очистку не позднее чем через сутки. С увеличением влажности и температуры допустимый срок временного хранения сокращается. Зерновой ворох при проведении предварительной очистки необходимо разделить на две фракции: сорные примеси, составляющие 50% всех посторонних примесей, и обработанное зерно с оставшимися мелкими трудноотделимыми примесями, масса которых не должна превышать 0,2% общей массы переработанного материала. Не допускается наличие примесей длиной более 50 мм, а всех посторонних включений должно быть не более 5%. Поступление полноценного зерна в отходы не должно превышать 0,05% общей массы зерна основной культуры.

 

Оборудование, применяемое для предварительной очистки зернового вороха.

       Для предварительной очистки используются самопередвижные и стационарные ворохоочистители. К самопередвижным относятся такие ворохоочистители, как ОВП-20 и ОВС-25. К стационарным ворохоочистителям относят МПО-50, ЗД-10.

       Выберем для нашего случая самопередвижной ворохоочиститель ОВС-25. Очиститель ОВС-25 относится к машинам воздушно-решетного типа,   предназначен   для  предварительной   очистки  вороха   зерновых,  зернобобовых,  крупяных,  масличных   и  технических  культур  от   легких,  крупных   и  мелких  примесей  на   зернотоках   и  в  закрытых помещениях.

       Основные преимущества ОВС-25 в сравнении с другими зерноочистительными машинами:

       ОВС-25 является самоходной, а не стационарной зерноочистительной машиной и не требует дополнительных расходов по введению ее в эксплуатацию.

       ОВС-25 является мобильной зерноочистительной машиной и может легко быть перевезена на другой ток, зерносклад или же вообще в другое хозяйство. Большая производительность — 25 т/ч.

       Высокое качество очистки за счет использования не только регулируемого воздушного потока, но и очистки зерна в ОВС-25 также еще решетами и щетками.

       Минимальные расходы электроэнергии на очистку зерна в ОВС-25 — 0,38 кВт/час на 1 т.

       Использование ОВС-25 позволяет во время очистки зерна производить также его сушку.

      ОВС-25 в отличие от других зерноочистительных машин может самостоятельно без помощи  погрузчиков, норий и т. п. производить загрузку зерна в кузов автомашины или прицеп.

       В процессе эксплуатации ОВС-25 не требует дорогостоящего сервисного обслуживания.

       Зерноочистительные машины ОВС-25 являются исключительно надежными зерноочистительными машинами, но даже в случае поломки запчасти к ОВС-25 можно приобрести по выгодной цене.

       Машина состоит из следующих рабочих органов: загрузочного транспортера, приемной камеры с воздушной частью, двух решетных станов, отгрузочного транспортера, механизмов привода и самопередвижения, автоматического устройства загрузки машины. Механизм  самопередвижения  позволяет  машине  перемещаться   на   току   при   работе  и переезжать  от  вороха  к вороху.

 

Рис.1 – Технологическая схема самопередвижного очистителя  вороха  ОВС-25:  

 

1 –  загрузочный  транспортер; 2 –  приемная  камера; 3 –  воздуховод;

4 –  регулировочная   заслонка; 5 –  вентилятор; 6 –  осадочная  камера;

7 –  пылеуловитель; 8 –  пневмотранспортер; 9 –  шнек; 10 –  колесо;

11 –  рама; 12 –  решетные станы; 13, 14 – пневмосепарирующие

каналы; 15 –  распределительный шнек питающего  устройства;

16 –  отгрузочный  транспортер.

 

       Технологический процесс: при следовании машины вдоль бурта скребковый транспортер забирает зерновой ворох и транспортирует его к распределительному шнеку приемной камеры. На выходе из камеры ворох делится делителем на две равные части, которые входят в воздушные каналы. В каналах воздушный поток отделяет от зерна легкие примеси и уносит их из машины пневмотранспортом. Примеси несколько тяжелее осаждаются в отстойной камере. Затем, обе части зерна, очищенные от легких примесей, по отдельным каналам направляются на верхний и нижний решетные станы. Процесс очистки зерна на этих станах идет равноценно и сводится к следующему.

       Зерно, освобожденное от легких примесей, попадает на решето, где разделяется примерно пополам. Мелкие примеси, и мелкое зерно проходят через отверстия этого решета, а оставшаяся часть зерна и крупные примеси попадают на второе решето. Зерно, прошедшее через решето, поступает на следующее решето, а затем на нижнее решето.

       Сквозь отверстия верхних решет проходят тяжелые мелкие примеси, семена сорняков, дробленое и щуплое зерно.

       Зерно, прошедшее через отверстия верхнего решета, попадает на скатную доску и по ней скатывается в приемник, где находится зерно, сошедшее с нижнего решета. Очищенное зерно из этого приемника, поступает на отгрузочный транспортер, а затем в кузов транспортного средства. Отходы, отделенные от зерна решетами, а также примеси из отстойной камеры, поступают в шнек фуражных отходов.

 

2.2. Первичная очистка

       Первичная очистка - это одна из основных операций послеуборочной обработки семян, цель которой является – довести зерно по чистоте до требований стандарта.

       Требования к операции. Зерновой ворох, поступающий на первичную очистку, должен иметь влажность не выше 18%, а посторонних примесей не более 5%. После прохождения через машины первичной очистки зерновой ворох разделяется на три фракции: очищенное зерно, фуражные отходы и примеси. При этом допускается наличие полноценных зёрен в фуражных отходах не более 1,5%, а в примесях – 0,05% массы полноценного зерна. Очищенное зерно должно отвечать требованиям базисных кондиций на продовольственное зерно, кроме тех случаев, когда необходима доочистка на специальных машинах из-за наличия трудноотделимых примесей.

 

Оборудование, применяемое для первичной очистки зернового вороха.

       Наиболее распространёнными машинами для первичной очистки зернового вороха являются зерноочистительные машины ЗВС-20, ЗВС-20А, ОЗС-50 и др.

       Выберем для нашей технологии зерноочистительную машину ЗВС-20А. Машина  первичной  очистки  зерна  ЗВС -20А  предназначена   для  очистки  вороха   зерновых,  бобовых,  крупяных  и  масличных   культур  с  доведением   их  до   продовольственных  кондиций.  Ее  применяют   в  составе  зерноочистительных  агрегатов   и  зерноочистительно-сушильных   комплексов. Очистка зернового вороха в этой машине осуществляется воздушным потоком и решётами. Машина выделяет из зернового материала мелкие и сорные примеси.

       Основные рабочие органы: воздушная часть с приёмной камерой, осадочной камерой и вентилятором; решётная часть с механизмом очистки решёт, сварная рама и приводные механизмы, передающие движение рабочим органам.

 

Рис. 2 – Схема   зерноочистителя ЗВС -20А:

1 –  клапаны;  2 –  вентилятор;  3 –  заслонка;  4 –  осадочная  камера;

5, 9 – аспирационные  каналы;  6 –  приемная камера;  7 –  загрузочные окна;

8 –  делительная  решетка;  10 –  подпружиненные  клапаны;  11 –  верхний

решетный стан;  12 –  нижний решетный стан. Верхний 11  и нижний 12 решетные станы  имеют  одинаковую  конструкцию   и  включают  в  себя   каждый  по  восемь   решет,  размещенных в два яруса,  и механизм очистки решет.

 

       Технологический процесс: зерновой материал, подлежащий очистке, поступает в приёмную часть питающего устройства, оттуда шнеком распределяется по ширине воздушной камеры, где из общей массы выделяются лёгкие примеси. Щуплые зёрна основной культуры, которые поднимаются воздушным потоком и осаждаются в отстойной камере, через приёмник лёгких примесей выводятся наружу. После воздушной очистки зерновой материал, распределённый на две равные части, поступает на верхний и нижний решётные станы, которые работают параллельно. Все фракции, кроме подсева, лотками выводятся в приёмники семян, размещённые сзади каждого стана. Подсев выводится специальными течками в сторону.

 

2.3. Вторичная очистка зернового вороха

       Вторичная очистка или сортировка применяется после проведения первичной очистки при подготовке семенного материала, или в случае необходимости выделения трудноотделимых примесей из партии продовольственного зерна. Сортировка отличается от всех видов очистки тем, что при ее проведении из зерновой массы помимо примесей выделяется зерно II сорта, неполноценное в семенном отношении.

       Требования к операции. К операции предъявляются следующие требования: количество полноценных семян, попадающих во все виды отходов не должно превышать 1%, в зерно II сорта и при триеровании - не более 3% в каждом случае. Общее дробление семян допускается в пределах 1%. Влажность и содержание сорной примеси в зерне, поступающем на обработку, должны быть менее 18% и 3% соответственно

 

Оборудование, применяемое для вторичной очистки зернового вороха.

       Для проведения этой операции используются воздушно-решетные машины типа СВУ с паспортной производительностью 5 т/ч, триерные блоки ЗТК-5 и ЗТО-5, пневмосортировальные столы ПСС-5, горки и т.п.

       Более подробно рассмотрим установку СВУ-5Б.

       Семяочистительная воздушно-решетная  машина СВУ-5Б пред- назначена  для  вторичной  очистки  и сортирования   семян  зерновых, зернобобовых,  крупяных  и  других   культур.  Машина  стационарная  и устанавливается  в семяочистительных  линиях.

       Основные рабочие органы:  приемная  камера,  воздушно-очистительная  часть  и  два  решетных  стана.

 

Рис. 3 – Технологическая схема работы машины СВУ -5 Б:

1,13 –  первый  и  второй  каналы аспирации; 2 – клапан;  3 – питающий   валик;  4 – бункер;  5 –  загрузочная  горловина;  6,11 –  отражательные  перегородки;  7 –  осадочная  камера; 8 –  выходной  патрубок;  9, 12, 19 –  заслонки; 10 – вентилятор;  14 –  выход   второго  сорта; 15 –  выход  мелкой  примеси; 16 – скатная доска; 17 –  выход  крупных  примесей; 18 –  шнек.

 

       Технологический процесс: Подлежащий  очистке  материал   загрузочным   устройством  подается   в   приемный  бункер  откуда   питающим   валиком  направляется   в   канал  первой  аспирации.  В   аспирационном   канале   из  общей   массы   выбираются  легкие   примеси,  щуплые,  легкие   семена  основной  культуры,  которые   поднимаются   воздушным  потоком   в   осадочную   камеру  и   выводятся  из   нее  шнеком.  Пыль и   наиболее   легкие   примеси   уносятся   через  всасывающий  патрубок  и   далее  через  вентилятор   в   циклон  для  дальнейшей  очистки.  Из  циклона   осажденные  в   нем   примеси   по  трубопроводам направляются  в   соответствующие   емкости   семяочистительной  линии  (агрегата).  Вентилятор с  циклоном могут устанавливаться вне помещения  (за   стеной   поточной  линии).  Это  улучшает  параметры   среды   в   помещении:  уменьшает   уровень  шума  и   концентрацию  пыли

 

2.4. Сушка

       Сушка зерна – наиболее ответственный этап послеуборочной обработки. Нарушения процесса сушки могут привести к потерям семенных, технологических и семенных свойств. Сушка зернового материала – наиболее затратная операция.

       Требования к операции. Сушку в специальных сушилках проводят в том случае, если материал не был доведён до кондиционной влажности вентилированием при временном хранении (если оно имело место). Предельную температуру теплоносителя при сушке выбирают в зависимости от начальной влажности зерна, вида культуры, целевого назначения. Зерно влажностью до 20% включительно сушат за один пропуск через сушилку. При влажности выше 20% необходимы два пропуска и более. Для семян высокой влажности необходимо применять ступенчатые режимы сушки. Впервые пропуски семян температуру теплоносителя понижают. По мере уменьшения влажности семян и повышения их устойчивости к нагреву температуру теплоносителя увеличивают. Более выгодно подавать на сушку зерно одинаковой первоначальной влажности, предварительно подготовленное в бункерах активного вентилирования. В различных видах сушилок за один пропуск должен происходить съём влаги  в размере 5-10%.