Як відомо, успішність вирощування зернових культур значною мірою зумовлена мінімізацією витрат під час збирання врожаю. Для запобігання втратам, жнива повинні починатися негайно з настання стиглості зерна, проводитися ритмічно і швидко. Стигле зерно в полі не завжди буває сухим, особливо це стосується пізніх культур. До того ж, навіть сухе зерно часто надходить на обмолот разом із вологими складовими культурних рослин та бур’янів. Зазначені обставини суттєво знижують ефективність обмолоту. Тому, незважаючи на використання сучасних зернозбиральних комбайнів, закономірно те, що після збирання зернова маса має підвищену вологість і засміченість, низьку сипкість і шпаруватість, що спричиняють загрозу самозігрівання. Таку зернову масу необхідно негайно очистити і в разі необхідності піддати сушінню. Навіть при високому рівні оснащення новою технікою збирання, швидкість і ритмічність жнив істотно залежить від продуктивності післязбирального очищення зерна. Затримка очищення зерна не лише посилює загрозу його псування, а й призводить до простоїв технологічного автотранспорту та збиральної техніки, а також до втрат урожаю у полі.
Післязбиральне очищення зерна включає в себе етапи попереднього та первинного очищення, які при необхідності застосовують залежно від кондицій зібраної зернової маси та подальшого використання зерна. Попереднє очищення є видаленням грубих, крупних, дрібних і легких домішок або деяких з них, залежно від потреби. Її метою є швидке видалення вологих домішок, що забезпечує тимчасове зберігання зерна перед сушінням та придбання сипкості, яка необхідна для виконання цієї операції. Крім того, в рамках попередньої обробки проводять очищення сухої, але дуже засміченої зернової маси, де вміст домішок становить понад 10%. Метою такого попереднього очищення є підвищення сипучості зерна для отримання можливості ефективної реалізації етапу первинного очищення. У свою чергу, метою первинного очищення є доведення вмісту домішок у зерні до рівня, що відповідає вимогам державних стандартів або інших вимог для його постачання, та є видаленням легких, крупних і дрібних домішок. На даному етапі очищенню підлягає сухе зерно з вмістом домішок бур’янів в межах 3-10 %.
Розрізняють потокову та періодичну технологію післязбиральної обробки зерна. Періодична технологія застосовується виключно в аграрних підприємствах з використанням окремих, часто самохідних машин, що працюють на відкритих та закритих майданчиках. Ця технологія характеризується значними витратами ручної праці, втратами зерна та зниженням його якості. Сучасний рівень урожайності та використання новітніх зернозбиральних комбайнів забезпечують значний денний обсяг намолота зерна та високі темпи жнив в умовах аграрних підприємств. Тому, разом із перерахованими недоліками, періодична технологія надто малопродуктивна, навіть для господарств із невеликим обсягом посівних площ. На нашу думку, застосування періодичної технології післязбирального очищення зерна можливе при використанні під час збирання не більше одного сучасного зернозбирального комбайна.
Поточна технологія позбавлена недоліків, властивих періодичної технології. У радянські часи таку технологію реалізовували на агрегатах типу ЗАВ та комплексах типу КЗС, але їх серійне виробництво припинено з 1991 року. Тому всі перераховані агрегати, що збереглися, морально застаріли, працюють за межами повного фізичного зносу навіть будівельних конструкцій і вимагають заміни. Крім цього, в сучасних умовах такі агрегати характеризуються низькою продуктивністю та технологічною ефективністю. З зазначених причин темпи збирання в господарствах стримуються, а зерно від багаторазового вимушеного пропуску через транспортні механізми та машини агрегатів ЗАВ та комплексів КЗС псується, включаючи травмування посівного матеріалу. У деяких господарствах намагаються застосувати так звану двоетапну технологію, коли попередню обробку зернової маси проводять у період збирання, а подальше очищення – у післязбиральний період. При цьому нібито спостерігається економія на вартості та обслуговуванні машин меншої продуктивності та підвищення їх терміну завантаження. Проте, така організація роботи потребує додаткових трудових ресурсів, а вимушене перевантаження зерна ланцюжками транспортних механізмів призводить до його травмування та втрат. По-справжньому сучасні агрегати та комплекси для поточної переробки зерна у господарствах – велика рідкість.
З урахуванням зазначених проблем в аграрних підприємствах, післяжнивну обробку зерна все більше беруться виконувати елеватори, які є складовою ланкою аграрних підприємств, або окремими підприємствами. Донедавна післязбиральне очищення зерна не відносили до завдання, яке необхідно було вирішувати на елеваторах. Тому навіть зараз у фахівців-проектувальників елеваторів не завжди є розуміння тонкощів післязбирального очищення, що дозволяло б вибрати ефективні технологічні рішення та техніку для її реалізації. Серед елеваторів, що діють, мало таких, які відповідають вимогам ефективної післязбиральної обробки через те, що при їх проектуванні не було передбачено вирішення даного завдання. Особливо проблемною є переробка соняшнику, сої, ріпаку та кукурудзи – культур, які становлять найбільші обсяги у роботі елеваторів. Таким чином, технологія та обладнання для післязбиральної обробки зерна є однією з основних складових, що впливає на ефективність виробництва зерна загалом. Водночас саме ця складова на сьогодні у терміновому порядку потребує наукової аргументації та перевірених практикою технічних рішень.
Протягом 15 років колектив компанії «ОЛИС» розробляє технології, виробляє обладнання та проводить їх впровадження в галузі переробки зерна. Одним із пріоритетних напрямків нашої діяльності є процеси та машини для очищення зерна. Сотні зерноочисних машин виробництва компанії «ОЛИС» працюють у різних країнах, у різних умовах та на різних видах зерна. Узагальнення теоретичних розробок та накопиченого досвіду дає нам можливість чітко та просто сформулювати основні положення ефективної технології післязбирального очищення зерна та особливостей техніки для її реалізації.
При виборі обладнання для післязбирального очищення зерна з метою раціонального використання будівельного об’єму та площі, перевагу слід віддавати агрегатованим машинам, які є ситовим та повітряним (повітряними) сепараторами, об’єднаними в одну конструкцію (Рис.).
Рис. Сито-повітряні сепаратори.
I – барабанний сепаратор (1) із пневмосепаратором замкнутого типу (2);
II – плоско-решітний сепаратор (3) з пневмосепараторами замкнутого типу (4) та розімкнутого типу (5).
Для попереднього очищення необхідно використовувати ситові сепаратори барабанного типу, тому що тільки ці машини здатні переробляти зерно будь-якого виду, будь-якої вологості та засміченості. Зернова маса, яка надходить у барабан сепаратора, примусово обертається на внутрішній його поверхні і перемішується лопатями, що дозволяє створити необхідні умови для її просіювання та руху через машину. У більшості випадків ситовий барабан розділений на кілька секцій по його довжині, що дозволяє встановлювати необхідні сита в кожній секції для реалізації тієї чи іншої схеми очищення. Зазначена конструкція дає можливість диференційовано розподілити корисну площу сит для відділення великих і дрібних домішок або задіяти всю корисну площу для відділення тільки дрібних або великих домішок. Така можливість є особливо важливою для попереднього очищення зерна перед сушінням, коли необхідно видалити найбільш небезпечний вид домішок з максимальною продуктивністю. Природний розподіл зерна в барабані дозволяє використовувати тільки третину загальної його ситової площі, тому барабанні сепаратори відрізняються підвищеними габаритами. Однак, барабанні сепаратори є тихохідними машинами, які не генерують динамічних навантажень, тому можуть встановлюватися на більшість будівельних конструкцій без їх посилення або на різні тимчасові споруди.
У сепараторах з плоскими ситами вологе і сильно засмічене зерно, що характеризується зниженою сипкістю, під дією коливань машини не завжди набуває руху, що забезпечує його стійке просіювання через сита і переміщення через машину. У такому разі, внутрішні порожнини сепараторів із плоскими ситами повністю забиваються, а їхня робота припиняється. Тому ці машини можуть бути ефективно використані для обробки сухого і не сильно засміченого зерна, тобто на етапі первинного очищення. Найчастіше сепаратори з плоскими ситами складаються з одного або декількох ярусів сит. Кожен ярус сит містить верхнє (сортувальне) та нижнє (підсівне) сито. Зерно подається паралельно на сортувальне сито кожного ярусу і з нього виводяться великі домішки. Прохід сортувального сита прямує на сито підсівне, сходом з якого одержують очищене зерно, а проходом – дрібні домішки. Вказана схема очищення є незмінною для сепараторів цього типу. Оперативній зміні підлягають тільки сита відповідно до необхідної форми та розмірів їх отворів. Однак майже вся площа ситової поверхні таких сепараторів є корисною. Крім того, конструкція сепараторів із плоскими ситами сприяє створенню машин із значними площами ситової поверхні. Тому сепаратори з плоскими ситами доцільно використовувати для ретельного очищення великих обсягів зерна, що пройшло попереднє очищення та сушіння.
На етапах попереднього та первинного очищення обов’язково необхідно передбачати відбір легких домішок у пневмосепараторах. Принцип дії більшості пневмосепараторів реалізується продуванням падаючого потоку зерна висхідним потоком повітря. На етапі попереднього очищення пневмосепаратор необхідно встановлювати перед ситовим сепаратором, оскільки відбір легких, але вологих домішок сприяє подальшому поліпшенню просіювання зернової маси на ситах. На етапі первинного очищення, враховуючи ефективність відбору легких домішок, корисно реалізувати подвійне очищення пневмосепараторах, тому ці машини встановлюють до і після ситового сепаратора. За способом використання повітря пневмосепаратори можуть бути замкненого або розімкнутого типу. У машинах розімкнутого типу відпрацьоване повітря викидається в атмосферу. Для цього вони додатково оснащуються повітропровідниками, вентилятором, циклонами або фільтрами значної продуктивності та габаритів, які розміщуються за межами пневмосепаратора. Такі рішення спричиняють збільшення будівельних обсягів та площ для розміщення додаткового обладнання та значні викиди повітря, що знижують екологічні показники підприємств. У машинах замкнутого типу повітря рухається під дією вбудованого вентилятора і після очищення в камері осаду машини знову повертається в робочу зону, а виділені легкі домішки виводяться назовні окремим потоком. Закономірно, що використання повітряних сепараторів замкнутого типу є доцільним рішенням.
При виборі сепараторів за показниками продуктивності слід мати на увазі, що в більшості випадків виробники цих машин вказують так звану номінальну продуктивність, яка відповідає фактичній продуктивності машини відносно сухому і чистому зерні, властивому для етапу первинного очищення. Однак, як показує практика, зі збільшенням вмісту домішок на кожні 5% та збільшенням вологості на кожен відсоток продуктивність машин для очищення зерна знижується приблизно на 2,0%. Таким чином, номінальна продуктивність машин на етапі попереднього очищення повинна в 1,5-2,0 разів перевищувати продуктивність машин етапу первинного очищення. У свою чергу, продуктивність машин для очищення пов’язана з ефективністю їхньої роботи. Зі збільшенням продуктивності ефективність очищення знижується. Слід зазначити, що в режимах післязбирального очищення зерна ефективність роботи більшості ситових сепараторів і пневмосепараторів знаходиться в межах 40-60%, по відношенню до домішок, які можливо відокремити відповідним способом! Найменші значення ефективності характерні для етапу попереднього очищення, великі – для етапу первинного очищення. При необхідності підвищення ефективності очищення можна досягти зниженням її продуктивності.
З викладеного випливає, що для ефективної роботи елеватора на етапах післязбиральної обробки ланцюжок технологічної лінії його робочої вежі повинен містити завальну яму, пневмосепаратор, ситовий сепаратор барабанного типу, бункера сирого зерна з активною вентиляцією, сушарку, бункера сухого зерна, ситовий сепаратор ситовий сепаратор барабанного типу, пневмосепаратор та транспортні механізми, включаючи подачу зерна на тривале зберігання. У традиційному розумінні призначення роботи скальператора його установка на початку технологічної лінії необов’язкова. Відділення грубих домішок як коренеплодів, каменів, цегли, деревини, норійних ковшів тощо успішно виконується ситовим сепаратором барабанного типу, який виводить їх разом із потоком великих домішок.
В аграрних підприємствах потокова технологія післяжнивної обробки може бути реалізована за прикладом ЗАВ або КЗС з різним ступенем розвиненості структури, де сито-повітряний сепаратор з ситовим сепаратором барабанного типу буде єдиною машиною, яка використовується для почергової обробки зерна в режимі попереднього або первинного очищення.
У невеликих аграрних підприємствах поточну технологію післяжнивного очищення можна налагодити без споруд за прикладом ЗАВ або КЗЗ при використанні сито-повітряного сепаратора з ситовим сепаратором барабанного типу. У такому разі сепаратор встановлюють у складі, ангарі або під навісом на тимчасовому майданчику висотою 1,5-2,0 м, оснащують завальною ямою будь-якої конструкції, норією подачі зерна на сепаратор і норією подачі зерна до складу або сушарку фермерського типу. Допоміжні операції переміщення зерна та відходів проводять за допомогою навантажувача типу «MANITOU» та автотранспорту.
На закінчення слід зазначити, що післязбиральна обробка пов’язана з необхідністю очищення зерна різних видів, а зернова маса може мати різну засміченість різними домішками. Тому для ефективного очищення ситові сепаратори повинні бути укомплектовані досить великою кількістю різних сит для кожної культури, а пневмосепаратори передбачають регулювання в широкому діапазоні робочих режимів. Підбір сит, налаштування режимів роботи ситових сепараторів та пневмосепараторів стосовно кожної виробничої ситуації повинен проводити кваліфікований спеціаліст, який пройшов відповідне навчання.
Запитання, критичні зауваження та пропозиції прошу надсилати за адресою:
E-mail: olis88@ukr.net
