Część 1 ← Część 2
Powszechnie wiadomo, że sukces upraw zbożowych w dużej mierze wynika z minimalizacji kosztów zbiorów. Aby zapobiec stratom, zbiory powinny rozpocząć się natychmiast po osiągnięciu dojrzałości ziarna i powinny być przeprowadzane rytmicznie i szybko. Dojrzałe ziarno na polu nie zawsze jest suche, zwłaszcza w przypadku późnych upraw. Ponadto, nawet suche ziarno jest często dostarczane do omłotu razem z mokrymi składnikami roślin uprawnych i chwastów. Okoliczności te znacznie zmniejszają wydajność omłotu. Dlatego też, pomimo stosowania nowoczesnych kombajnów zbożowych, naturalne jest, że po zbiorze masa ziarna ma wysoką wilgotność i zbrylenie, niską sypkość i rozdrobnienie, powodując zagrożenie samozagrzaniem. Takie ziarno musi być natychmiast oczyszczone i, jeśli to konieczne, wysuszone. Nawet przy wysokim poziomie wyposażenia w nowe maszyny żniwne, szybkość i rytm żniw zależy w znacznym stopniu od wydajności czyszczenia ziarna po zbiorach. Opóźnione czyszczenie ziarna nie tylko zwiększa ryzyko zepsucia ziarna, ale także prowadzi do przestojów pojazdów technologicznych i sprzętu żniwnego, a także do strat plonów na polu.
Czyszczenie pożniwne ziarna obejmuje etapy czyszczenia wstępnego i wstępnego, które w razie potrzeby są stosowane w zależności od stanu zebranej masy ziarna i dalszego wykorzystania ziarna. Czyszczenie wstępne polega na usunięciu zanieczyszczeń grubych, gruboziarnistych, drobnych i lekkich lub niektórych z nich, w zależności od potrzeb. Jego celem jest szybkie usunięcie mokrych zanieczyszczeń, co zapewnia tymczasowe przechowywanie ziarna przed suszeniem i uzyskanie sypkości, która jest niezbędna do tej operacji. Ponadto obróbka wstępna obejmuje czyszczenie suchej, ale bardzo zapchanej masy ziarna, w której zawartość zanieczyszczeń przekracza 10 procent. Celem takiej obróbki wstępnej jest zwiększenie objętości ziarna, aby umożliwić skuteczne przeprowadzenie etapu czyszczenia wstępnego. Z kolei celem czyszczenia wstępnego jest doprowadzenie zawartości zanieczyszczeń w ziarnie do poziomu spełniającego wymagania norm państwowych lub innych wymagań dotyczących jego dostaw i stanowi usunięcie lekkich, grubych i drobnych zanieczyszczeń. Na tym etapie czyszczeniu poddawane jest suche ziarno o zawartości zanieczyszczeń chwastami w zakresie 3-10%.
Rozróżnia się technologię liniową i okresową przetwarzania ziarna po zbiorach. Technologia okresowa jest stosowana wyłącznie w przedsiębiorstwach rolniczych z wykorzystaniem oddzielnych, często samobieżnych maszyn pracujących na terenach otwartych i zamkniętych. Technologia ta charakteryzuje się znacznymi nakładami pracy ręcznej, stratami ziarna i obniżeniem jego jakości. Nowoczesny poziom plonów i wykorzystanie najnowszych kombajnów zbożowych zapewniają znaczną dzienną ilość omłotu i wysokie wskaźniki zbioru w warunkach przedsiębiorstw rolnych. Dlatego, wraz z wymienionymi wadami, technologia okresowa jest zbyt nieproduktywna, nawet dla gospodarstw o niewielkiej powierzchni zasiewów. Naszym zdaniem stosowanie okresowej technologii czyszczenia ziarna po zbiorach jest możliwe przy użyciu podczas zbiorów nie więcej niż jednego nowoczesnego kombajnu zbożowego.
Technologia przepływowa jest pozbawiona wad charakterystycznych dla technologii okresowej. W czasach radzieckich taka technologia była realizowana na jednostkach typu ZAV i kompleksach typu KZS, ale ich seryjna produkcja została wstrzymana od 1991 roku. Dlatego wszystkie zachowane wymienione agregaty są moralnie przestarzałe, działają po całkowitym fizycznym zużyciu nawet konstrukcji budowlanych i wymagają wymiany. Ponadto we współczesnych warunkach agregaty takie charakteryzują się niską wydajnością i sprawnością technologiczną. Z tych powodów tempo żniw w gospodarstwach jest wstrzymywane, a ziarno psuje się od wielokrotnego wymuszonego przechodzenia przez mechanizmy transportowe i maszyny agregatów i kompleksów GLC, w tym traumatyzacji ziarna. Niektóre gospodarstwa starają się stosować tak zwaną technologię dwustopniową, w której wstępna obróbka masy ziarna odbywa się w okresie zbiorów, a późniejsze czyszczenie – w okresie pożniwnym. W tym przypadku, jak gdyby oszczędza się na kosztach i konserwacji maszyn o niższej wydajności i wydłuża okres ich załadunku. Jednak taka organizacja pracy wymaga dodatkowych zasobów siły roboczej, a wymuszone przeładowanie ziarna przez łańcuchy mechanizmów transportowych prowadzi do jego uszkodzenia i strat. Naprawdę nowoczesne agregaty i kompleksy do bieżącego przetwarzania ziarna w gospodarstwach rolnych są bardzo rzadkie.
Biorąc pod uwagę te problemy w przedsiębiorstwach rolnych, przetwarzanie ziarna po zbiorach jest coraz częściej wykonywane przez elewatory, które są częścią składową przedsiębiorstw rolnych lub przez oddzielne przedsiębiorstwa. Do niedawna czyszczenie ziarna po zbiorach nie było uważane za zadanie, które powinno być wykonywane w elewatorach zbożowych. Dlatego nawet teraz projektanci elewatorów nie zawsze rozumieją subtelności czyszczenia pożniwnego, co pozwoliłoby im wybrać skuteczne rozwiązania technologiczne i sprzęt do jego realizacji. Wśród działających elewatorów jest niewiele takich, które spełniają wymagania wydajnego przetwarzania pożniwnego, ponieważ rozwiązanie tego problemu nie zostało przewidziane podczas ich projektowania. Szczególnie problematyczne jest przetwarzanie słonecznika, soi, rzepaku i kukurydzy – upraw, które stanowią największe ilości w pracy elewatorów. Tak więc technologia i sprzęt do przetwarzania ziarna po zbiorach jest jednym z głównych elementów wpływających na wydajność produkcji ziarna w ogóle. Jednocześnie ten właśnie element wymaga dziś pilnie naukowych argumentów i sprawdzonych w praktyce rozwiązań technicznych.
Od 15 lat zespół firmy „OLIS” opracowuje technologie, produkuje urządzenia i wdraża je w przemyśle przetwórstwa zbożowego. Jednym z priorytetowych kierunków naszej działalności są procesy i maszyny do czyszczenia ziarna. Setki maszyn do czyszczenia ziarna wyprodukowanych przez firmę „OLIS” pracują w różnych krajach, w różnych warunkach i na różnych rodzajach ziarna. Uogólnienie teoretycznych opracowań i zgromadzonego doświadczenia daje nam możliwość jasnego i prostego sformułowania głównych założeń skutecznej technologii czyszczenia ziarna po zbiorach oraz specyfiki sprzętu do jej realizacji.
Wybierając urządzenia do czyszczenia ziarna po zbiorach w celu racjonalnego wykorzystania objętości i powierzchni budynku, należy preferować zagregowane maszyny, które są separatorami sitowymi i powietrznymi (powietrznymi) połączonymi w jedną konstrukcję (rys.).
Rys. Separatory sitowo-powietrzne.
I – separator bębnowy (1) z separatorem powietrza typu zamkniętego (2);
II – separator płasko-kratowy (3) z separatorami pneumatycznymi typu zamkniętego (4) i otwartego (5).
Do wstępnego czyszczenia konieczne jest użycie bębnowych separatorów sitowych, ponieważ tylko te maszyny są w stanie przetwarzać ziarno dowolnego rodzaju, bez wilgoci i zatykania. Masa ziarna, która wchodzi do bębna separatora, jest siłą obracana na jego wewnętrznej powierzchni i mieszana przez ostrza, co pozwala stworzyć niezbędne warunki do jej przesiewania i przemieszczania przez maszynę. W większości przypadków bęben sitowy jest podzielony na kilka sekcji wzdłuż jego długości, co umożliwia zainstalowanie niezbędnych sit w każdej sekcji w celu realizacji określonego schematu czyszczenia. Taka konstrukcja umożliwia zróżnicowanie powierzchni użytkowej sit w celu oddzielenia grubych i drobnych zanieczyszczeń lub wykorzystanie całej powierzchni użytkowej do oddzielenia tylko drobnych lub tylko grubych zanieczyszczeń. Opcja ta jest szczególnie ważna w przypadku wstępnego czyszczenia ziarna przed suszeniem, gdzie najbardziej niebezpieczne zanieczyszczenia muszą być usuwane z maksymalną wydajnością. Naturalny rozkład ziarna w bębnie pozwala na wykorzystanie tylko jednej trzeciej całkowitej powierzchni sita, dlatego separatory bębnowe charakteryzują się zwiększonym rozmiarem. Separatory bębnowe są jednak maszynami wolnoobrotowymi, które nie generują obciążeń dynamicznych, dzięki czemu mogą być instalowane na większości istniejących konstrukcji budowlanych bez wzmocnień lub na różnych konstrukcjach tymczasowych.
W płaskich separatorach sitowych, mokre i silnie zapchane ziarno charakteryzujące się zmniejszoną masą cząstek stałych nie zawsze uzyskuje ruch pod wpływem drgań maszyny, który zapewnia jego stabilne przesiewanie przez sita i transport przez maszynę. W takim przypadku wewnętrzne wnęki separatorów z płaskimi sitami ulegają całkowitemu zatkaniu, a ich działanie zostaje zatrzymane. Dlatego maszyny te mogą być skutecznie wykorzystywane do przetwarzania suchego i niezbyt mocno zatkanego ziarna, tj. na etapie czyszczenia wstępnego. Najczęściej płaskie separatory sitowe składają się z jednego lub więcej poziomów sit. Każdy poziom sita zawiera sito górne (sortujące) i dolne (odsiewające). Ziarno jest podawane równolegle do sita sortującego każdego poziomu, a grube zanieczyszczenia są usuwane z sita. Przejście sita sortującego jest kierowane do sita pod siewem, z którego wyjście otrzymuje oczyszczone ziarno, a przejście – drobne zanieczyszczenia. Określony schemat czyszczenia jest niezmienny dla separatorów tego typu. Jedynie sita podlegają zmianom operacyjnym zgodnie z wymaganym kształtem i rozmiarem ich otworów. Jednak prawie cała powierzchnia sita takich separatorów jest użyteczna. Ponadto konstrukcja separatorów z płaskimi sitami sprzyja tworzeniu maszyn o znacznych obszarach powierzchni sita. Dlatego też uzasadnione jest stosowanie płaskich separatorów sitowych do dokładnego czyszczenia dużych ilości wstępnie oczyszczonego i wysuszonego ziarna.
Na etapach czyszczenia wstępnego i wstępnego obowiązkowe jest zapewnienie selekcji lekkich zanieczyszczeń w separatorach pneumatycznych. Zasada działania większości separatorów pneumatycznych polega na przedmuchiwaniu opadającego strumienia ziarna przez wznoszący się strumień powietrza. Na etapie czyszczenia wstępnego separator pneumatyczny powinien być zainstalowany przed separatorem sitowym, ponieważ selekcja lekkich, ale mokrych zanieczyszczeń przyczynia się do dalszej poprawy przesiewania masy ziarna na sitach. Na etapie czyszczenia wstępnego, biorąc pod uwagę skuteczność selekcji lekkich zanieczyszczeń, przydatne jest przeprowadzenie podwójnego czyszczenia w separatorach pneumatycznych, dlatego urządzenia te są instalowane przed i za separatorem sitowym. Zgodnie z metodą wykorzystania powietrza separatory pneumatyczne mogą być typu zamkniętego lub otwartego. W maszynach typu otwartego powietrze wylotowe jest odprowadzane do atmosfery. W tym celu wyposaża się je dodatkowo w kanały, wentylator, cyklony lub filtry o znacznej pojemności i gabarytach, które umieszcza się na zewnątrz separatora pneumatycznego. Takie rozwiązania wiążą się ze zwiększeniem objętości konstrukcji i miejsca na dodatkowy sprzęt oraz znaczną emisją powietrza, co zmniejsza ekologiczność instalacji. W maszynach typu zamkniętego powietrze porusza się pod działaniem wbudowanego wentylatora i po oczyszczeniu w komorze sedymentacyjnej maszyny powraca do strefy roboczej, a oddzielone lekkie zanieczyszczenia są odprowadzane na zewnątrz oddzielnym strumieniem. Naturalnym jest, że zastosowanie separatorów powietrza typu zamkniętego jest bardziej odpowiednim rozwiązaniem.
Przy doborze separatorów według wskaźników wydajności należy pamiętać, że w większości przypadków producenci tych maszyn podają tzw. wydajność nominalną, która odpowiada rzeczywistej wydajności maszyny na stosunkowo suchym i czystym ziarnie, typowym dla etapu czyszczenia wstępnego. Praktyka pokazuje jednak, że na każde 5 procent wzrostu zawartości zanieczyszczeń i każdy procent wzrostu zawartości wilgoci, wydajność maszyn do czyszczenia ziarna spada o około 2,0 procent. Zatem nominalna wydajność maszyn na etapie czyszczenia wstępnego powinna być 1,5-2,0 razy wyższa niż wydajność maszyn na etapie czyszczenia wstępnego. Z kolei produktywność maszyn do czyszczenia jest związana z wydajnością ich pracy. Wraz ze wzrostem wydajności spada efektywność czyszczenia. Należy zauważyć, że w trybach czyszczenia ziarna po zbiorach wydajność większości separatorów sitowych i separatorów pneumatycznych mieści się w zakresie 40-60%, w stosunku do zanieczyszczeń, które można oddzielić odpowiednią metodą! Niższe wartości wydajności są charakterystyczne dla etapu czyszczenia wstępnego, a wyższe dla etapu czyszczenia wstępnego. W razie potrzeby wzrost skuteczności oczyszczania można osiągnąć poprzez zmniejszenie jego wydajności.
Z powyższego wynika, że dla wydajnej pracy elewatora na etapach przetwarzania pożniwnego, łańcuch linii technologicznej jego wieży roboczej powinien zawierać kanał palowy, separator pneumatyczny, separator sitowy typu bębnowego, leje zasypowe surowego ziarna z aktywną wentylacją, suszarnię, leje zasypowe suchego ziarna, separator sitowy z sitami płaskimi lub separator sitowy typu bębnowego, separator pneumatyczny i mechanizmy transportowe, w tym podawanie ziarna do długotrwałego przechowywania. W tradycyjnym rozumieniu przeznaczenia łuszczarki, jej instalacja na początku linii technologicznej nie jest konieczna. Oddzielanie gruboziarnistych zanieczyszczeń w postaci roślin okopowych, kamieni, cegieł, drewna, łopianu itp. jest z powodzeniem wykonywane przez bębnowy separator sitowy, który odprowadza je wraz z przepływem gruboziarnistych zanieczyszczeń.
W przedsiębiorstwach rolniczych technologia przepływowa przetwarzania pożniwnego może być realizowana na przykładzie ZAV lub KZS o różnym stopniu rozwoju struktury, gdzie separator sitowo-powietrzny z bębnowym separatorem sitowym będzie jedyną maszyną używaną do naprzemiennego przetwarzania ziarna w trybie czyszczenia wstępnego lub pierwotnego.
W małych przedsiębiorstwach rolniczych technologia przepływowa czyszczenia pożniwnego może być ustawiona bez żadnych urządzeń, na wzór ZAV lub KZS, przy użyciu separatora sitowo-powietrznego z separatorem sitowym typu bębnowego. W takim przypadku separator jest instalowany w magazynie, hangarze lub pod wiatą na tymczasowej platformie o wysokości 1,5-2,0 m, wyposażonej w dół zrzutowy o dowolnej konstrukcji, podnośnik paszy zbożowej do separatora i podnośnik paszy zbożowej do magazynu lub do suszarni typu rolniczego. Pomocnicze operacje przemieszczania ziarna i odpadów są wykonywane za pomocą ładowarki typu „MANITOU” i transportu samochodowego.
Podsumowując, należy zauważyć, że przetwarzanie pożniwne wiąże się z koniecznością czyszczenia ziarna różnego rodzaju, a masa ziarna może mieć bardzo różne zanieczyszczenie różnymi zanieczyszczeniami. Dlatego w celu skutecznego czyszczenia separatory sitowe powinny być wyposażone w wystarczająco dużą liczbę różnych sit dla każdej uprawy, a separatory pneumatyczne powinny zapewniać regulację w szerokim zakresie trybów pracy. Wybór sit, dostosowanie trybów pracy separatorów sitowych i separatorów pneumatycznych do każdej sytuacji produkcyjnej powinien być przeprowadzony przez wykwalifikowanego specjalistę, który przeszedł odpowiednie szkolenie.
Część 1 ← Część 2
Pytania, uwagi krytyczne i sugestie prosimy przesyłać na adres:
E-mail: olis88@ukr.net
