С момента уборки и до переработки в готовую продукцию зерно неоднократно подвергается очистке. Это необходимо и для удаления сорных и зерновых примесей, а также для формирования партий зерна с заданными свойствами.
Традиционно все виды очистки делят на следующие типы:
- предварительная — проводится непосредственно после уборки урожая перед сушкой, при этом удаляют крупные посторонние примеси семена сорняков и т.д.;
- первичная — предназначена для выделения максимального количества примесей при минимальных потерях обрабатываемого продукта;
- вторичная — производится после первичной для окончательного формирования зерновой массы; в основном применяется для семенного зерна, а также для отбора трудноотделимых примесей
Предварительная очистка
Требования к технологии предварительной очистки зерна и семян
Предварительная очистка производится для извлечения крупных, мелких и легких примесей из зерна, получаемого сразу после комбайна или молотильных аппаратов. Это осуществляется для того, чтобы обеспечить улучшение сохранения зерна, подготовки к дальнейшей обработке, а именно сушке или активному вентилированию, а также для последующей эффективной очистки. Уровень влажности зернового вороха при предварительной очистке до 35%, засоренности до 20%.
Свежеубранное зерно условно разделяется на три группы:
- – высоко влажный (до 45%) и сильно засоренный (до 25%);
- – средне влажный (до 22%) и средне засоренный (до 10%);
- – сухой (до 22%) и слабо-засоренный (до 5%).
В сепараторе ЛУЧ ЗСО производится предварительная очистка, после которой содержание примесей не должно превышать 3%, в том числе не более 0,2% соломистых примесей. При этом процессе присутствуют потери зерна основной культуры, которое попадает во фракцию «примеси», но эти потери не должны превышать 0,2%. Также, невозможно избежать дробление зерна, допустимая доля которого до 0,1%.
В тех случаях, когда по причине сильной засоренности или влажности очистка вороха за один пропуск через сепаратор не позволяет обеспечить указанные требования – применяют повторные пропуски через сепаратор или технологическую линию дополняют другими очистительными машинами. В некоторых случаях требования к очистке возможно обеспечить за счет снижения производительности.
Основная цель предварительной очистки — обеспечение более благоприятных условий для сушки зерна. Для этого в первую очередь стремятся удалить камни, ветки и комья земли, которые снижают сыпучесть зерна и препятствуют его передвижению в зерносушках. Также по возможности избавляются от семян сорняков — в большинстве случаев они характеризуются большей влажностью, чем основной урожай.
Предварительная очистка должна проводиться как можно ранее, задержка даже на 10-12 часов приводит к потерям урожая из-за интенсификации дыхания и саморазогрева. В ходе сепарации выделяют две фракции:
- зерновая;
- отходы.
При этом содержание зерна в отходах не должно превышать 0,05 процентов от исходной массы. Из очищенной фракции должно быть удалено не менее 50 процентов отходов, в том числе практически вся солома.
Первичная очистка
Требования к технологии первичной очистки зерна и семян
После предварительной очистки для дальнейшей очистки от примесей и приведения зерна в соответствие базисным кондициям, а семян — стандартам норм первого и второго класса, производится первичная очистка зерна (семян). Следует отметить, что трудноотделимые примеси извлекаются на следующих этапах очистки.
Допустимая влажность зерна для первичной очистки — до 18%. Допустимое содержание примесей при обработке зерна — до 10%, при обработке семян — до 6%.
На этом этапе используется различие между полезной фракцией и отходами в линейных размерах и аэродинамических свойствах. Разница в длине служит для сепарации в триерах, в толщине, ширине и массе — в воздушно-решётчатых машинах.
Триером называют зерноочистительное оборудование с ячеистыми рабочими органами, в которых задерживают зернинки определённой длины. Например, триер-куколеотборник ТЦК производства ОЛИС отсеивает семена куколя, которые по длине намного меньше, чем у основных культур. В то же время овсюгоотборники (например, ТЦО) захватывают более короткие зёрна ржи и пшеницы и пропускают длинные семена овсюга.
Воздушно-решётчатые машины используют различную скорость витания лёгких и тяжёлых фракций в равномерном потоке воздуха (так называемое «отвеивание») — этот параметр определяет, при какой скорости воздушного потока частицы переходят во взвешенное состояние («витают»). Конструктивно агрегаты состоят из решётки, на которую укладывается зерновая смесь, и вентилятора, подающего поток воздуха заданной интенсивности. В результате более лёгкие солома, полова, щуплое зерно и т.п. легко удаляются.
В ходе первичной очистки выделяют четыре фракции:
- очищенное зерно;
- фуражное зерно (включает щуплые и мелкие зёрна);
- мелкие и крупные примеси;
- мелкие отходы.
Очистка считается успешной, если потери зерна не превосходят величины полтора процента от первоначальной массы, а содержание сорной примеси в зерне не выше трёх процентов.
Вторичная очистка
Вторичная очистка проводится после первичной для выделения зерна семенного назначения, а также для отбора трудноотделимых примесей.
Осуществляется она в сложных агрегатах воздушно-решётчатого типа, на выходе из которых формируются четыре фракции:
- семенное зерно;
- второсортное зерно;
- крупные примеси и аспирационные отходы;
- мелкие примеси.
Попадание семян в примеси не должно быть более одного процента, полноценного зерна во второсортное — не более трёх процентов.
Специальные методы очистки
Иногда стандартные методы сепарации не обеспечивают нужной степени очистки. В этом случае применяют специальные агрегаты, использующие отличия в физических свойствах семян. В первую очередь это недоразвитые и проросшие зёрна основных культур; семена, поражённые плесенью или головнёй (визуально определяемые по цвету — от коричневого до чёрного); некоторые семена сорняков, близкие по размерам к семенам культурных растений.
Чаще всего применяют пневмовибрационное сепарирование, основанное на разности в плотности эндосперма семян. Слой зерновой массы на решётчатом столе (например, на пневмосортировочных столах СПС-1.0 или СПС-3.5) с помощью потока воздуха переводят в псевдожидкое состояние, в результате чего менее плотные зёрна «всплывают» вверх, а более плотные — погружаются вниз.
Ещё один популярный метод сепарации — разделение на основании различия в силе трения об поверхность у полноценных и неполноценных семян, а также у семян культурных растения и сорняков. Для этих целей используют винтовые и фрикционные горки, наклон которых подбирают таким образом, чтобы скорость скатывания шероховатых и гладких зёрен была существенно разной.
Также существует метод сепарации в электромагнитных агрегатах. Применяется он для отделения семян льна, люцерны и клевера от подорожника, василька и горчака. По линейным размерам и массе они близки, поэтому в обычных сепараторах разделение практически не происходит.
Поэтому в зерновую смесь добавляют небольшое количество мелких металлических опилок, которые прилипают к волосистым семенам сорняков и практически не соединяются с гладкими семенами культурных растений. Затем смесь попадает на электромагнитный барабан, который притягивает намагничивающиеся зёрна сорняков и сбрасывает их в отходы.
