Післязбиральне очищення зерна

Як відомо, успішність вирощування зернових культур у значній мірі обумовлена ​​мінімізацією витрат під час збирання врожаю. Для запобігання втрат, жнива повинні починатися негайно з настанням стиглості зерна, проводитися ритмічно і швидко. Стигле зерно у полі не завжди буває сухим, особливо це стосується пізніх культур. До того ж, навіть сухе зерно часто надходить на обмолот разом з вологими складовими культурних рослин і бур'янів. Зазначені обставини істотно 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 скважистість, що викликають загрозу самозігрівання. Таку зернову масу необхідно негайно очистити і в разі необхідності – піддати сушінню. Навіть при високому рівні оснащення новою збиральною технікою, швидкість і ритмічність жнив істотно залежить від продуктивності післязбирального очищення зерна. Затримка очищення зерна не тільки підсилює загрозу його псування, а й призводить до простоїв технологічного автотранспорту і збиральної техніки, а також до втрат урожаю у полі.

Післязбиральне очищення зерна містить у своєму складі етапи попереднього і первинного очищення, які при необхідності застосовують залежно від кондицій зібраної зернової маси і подальшого використання зерна. Попереднє очищення є видалення грубих, великих, дрібних і легких домішок або деяких з них, в залежності від потреби. Його метою є швидке видалення вологих домішок, що забезпечує тимчасове зберігання зерна перед сушінням і набування сипучості, яка необхідна для виконання цієї операції. Крім того, у рамках попередньої обробки проводять очищення сухої, але дуже засміченої зернової маси, де вміст домішок становить більше 10%. Метою такої попередньої очистки 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 поставки, і являє собою видалення легких, великих і дрібних домішок. На даному етапі очищенню підлягає сухе зерно з вмістом смітної домішки у межах 3-10%.

Розрізняють поточну і періодичну технологію післязбиральної обробки зерна. Періодична технологія застосовується виключно в аграрних підприємствах з використанням окремих, часто самохідних машин, що працюють на відкритих і закритих майданчиках. Дана технологія характеризується значними витратами ручної праці, утратами зерна і зниженням його якості. Сучасний рівень врожайності і використання новітніх зернозбиральних комбайнів, забезпечують значний денний обсяг намолоту зерна і високі темпи жнив в умовах аграрних підприємств. Тому, разом з перерахованими недоліками, періодична технологія надто малопродуктивна, навіть для господарств з невеликим обсягом посівних площ. На наше переконання, застосування періодичної технології післязбиральної очистки зерна можливе при використанні під час збирання не більше одного сучасного зернозбирального комбайна.

Потокова технологія позбавлена недоліків, які притаманні періодичній технології. За радянських часів таку технологію реалізовували на агрегатах типу ЗАВ і комплексах типу КЗС, але їх серійне виробництво припинено з 1991 року. Тому, усі збережені перераховані агрегати, морально застаріли, працюють за межами повного фізичного зносу навіть будівельних конструкцій і вимагають заміни. Крім цього, у сучасних умовах такі агрегати характеризуються низькою продуктивністю і технологічної ефективністю. З наведених причин темпи збирання у господарствах здержуються, а зерно, від багаторазового вимушеного пропуску через транспортні механізми та машини агрегатів ЗАВ і комплексів КЗС псується, включаючи травмування посівного матеріалу. У деяких господарствах намагаються застосувати так звану двохетапну технологію, коли попередню обробку зернової маси проводять у період збирання, а подальше очищення – у післязбиральний період. При цьому нібито спостерігається економія на вартості і обслуговуванні машин меншої продуктивності і підвищенні їх терміну завантаження. Однак, така організація роботи вимагає додаткових трудових ресурсів, а вимушене перевантаження зерна ланцюжками транспортних механізмів призводить до його травмування та утрат. По-справжньому сучасні агрегати і комплекси для потокової переробки зерна у господарствах – велика рідкість.

З урахуванням зазначених проблем в аграрних підприємствах, післязбиральну обробку зерна все більше беруться виконувати елеватори, які є складовою ланкою аграрних підприємств, або окремими підприємствами. До недавнього часу, післязбиральне очищення зерна не відносили до задачі, яку необхідно було вирішувати на елеваторах. Тому, навіть зараз у фахівців-проектувальників елеваторів не завжди є розуміння тонкощів післязбирального очищення, що дозволяло б обрати ефективні технологічні рішення і техніку для його реалізації. Серед діючих елеваторів 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 складають найбільші обсяги у роботі елеваторів. Таким чином, технологія і устаткування для післязбиральної обробки зерна є однією з основних складових, яка впливає на ефективність виробництва зерна у цілому. Разом з тим, саме ця складова на сьогодні у терміновому порядку вимагає наукової аргументації і перевірених практикою технічних рішень.

Протягом 15-ти років, колектив компанії «ОЛИС» розробляє технології, виготовляє обладнання та проводить їх впроваджування у галузі переробки зерна. Одним із пріоритетних напрямків нашої діяльності є процеси і машини для очищення зерна. Сотні зерноочисних машин виробництва компанії «ОЛИС» працюють у різних країнах, у різних умовах і на різних видах зерна. Узагальнення теоретичних розробок і накопиченого досвіду дає нам можливість чітко і просто сформулювати основні положення ефективної технології післязбирального очищення зерна і особливостей техніки для його реалізації.

При виборі обладнання для післязбирального очищення зерна з метою раціонального використання будівельного обсягу та площі, перевагу слід віддавати агрегатованим машинам, які представляють собою ситовий і повітряний (повітряні) сепаратори, об'єднані в одну конструкцію (Рис.).

I

II

Рис. Сито-повітряні сепаратори.

I - барабанний сепаратор (1) з пневмосепаратором замкненого типу (2);
II - плоско-решітний сепаратор (3) з пневмосепараторами замкненого типу (4) і розімкненого 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 і 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 і руху через машину. У більшості випадків, ситовий барабан розділений на кілька секцій по його довжині, що дозволяє встановлювати необхідні сита у 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 тільки великих домішок. Така можливість особливо важлива для попереднього очищення зерна перед сушінням, коли необхідно видалити найбільш небезпечний вид домішок з максимальною продуктивністю. Природний розподіл зерна у барабані дозволяє корисно застосувати тільки третю частину 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 існуючих будівельних конструкцій без їх посилення або на різні тимчасові споруди.

У сепараторах з плоскими ситами вологе і сильно засмічене зерно, що характеризується зниженою сипучістю, під дією коливань машини не завжди набуває рух, що забезпечує стійке його просіювання через сита і переміщення через машину. У такому випадку, внутрішні порожнини сепараторів з плоскими ситами повністю забиваються, а їх робота припиняється. Тому, ці машини можуть бути ефективно використані для обробки сухого і не дуже 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) і нижнє (підсівне) сито. Зерно подається паралельно на сортувальне сито кожного ярусу і сходом з нього виводяться великі домішки. Прохід сортувального сита спрямовується на сито підсівне, сходом з якого отримують очищене зерно, а проходом – дрібні домішки. Зазначена схема очищення є незмінною для сепараторів даного типу. Оперативній зміні підлягають тільки сита відповідно до необхідної форми і розмірів їх отворів. Однак, майже вся площа ситової поверхні таких сепараторів є корисною. Крім того, конструкція сепараторів з плоскими ситами сприяє створенню машин зі значними площами ситової поверхні. Тому, сепаратори з плоскими ситами доцільно використовувати для ретельного очищення великих обсягів зерна, що пройшло попереднє очищення і сушіння.

На етапах попередньої та первинної очистки обов'язково необхідно передбачати відбір легких домішок у пневмосепараторах. Принцип дії більшості пневмосепараторів реалізується продуванням потоку зерна, що падає, висхідним потоком повітря. На етапі попереднього очищення пневмосепаратор необхідно встановлювати перед ситовим сепаратором, так як 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 у пневмосепараторах, тому ці машини встановлюють до і після ситового сепаратора. За способом використання повітря пневмосепаратори можуть бути замкненого або розімкненого типу. У машинах розімкненого типу відпрацьоване повітря викидається до атмосфери. Для цього вони додатково оснащуються повітроводами, вентилятором, циклонами або фільтрами значною продуктивності і габаритів, які розміщуються за межами пневмосепаратора. Такі рішення тягнуть за собою збільшення будівельних обсягів і площ для розміщення додаткового обладнання та значні викиди повітря, що знижують екологічні показники підприємств. У машинах замкненого типу повітря рухається під дією вбудованого вентилятора і після очищення в осадовій камері машини знову повертається у робочу зону, а виділені легкі домішки виводяться назовні окремим потоком. Закономірно, що використання повітряних сепараторів замкнутого типу є більш доцільним рішенням.

При виборі сепараторів за показниками продуктивності слід мати на увазі, що у більшості випадків виробники цих машин вказують так звану номінальну продуктивність, яка відповідає фактичній продуктивності машини на відносно сухому і чистому зерні, яке властиве для етапу первинного очищення. Однак, як показує практика, при збільшенні вмісту домішок на кожні 5% і збільшенні 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 рази перевищувати продуктивність машин етапу первинного очищення. У свою чергу, продуктивність машин для очищення пов'язана з ефективністю їх роботи. Зі збільшенням продуктивності ефективність очищення знижується. Слід зазначити, що у режимах післязбирального очищення зерна, ефективність роботи більшості ситових сепараторів і пневмосепараторів знаходиться у межах 40-60%, по відношенню до домішок, які можна виділити відповідним способом! Менші значення ефективності характерні для етапу попереднього очищення, великі – для етапу первинного очищення. При необхідності, підвищення ефективності очищення можна досягти зниженням його продуктивності.

З викладеного випливає, що для ефективної роботи елеватора на етапах післязбиральної обробки ланцюжок технологічної лінії його робочої вежі повинний містити завальну яму, пневмосепаратор, ситовий сепаратор барабанного типу, бункери сирого зерна з активною вентиляцією, сушарку, бункери сухого зерна, ситовий сепаратор з плоскими ситами або ситовий сепаратор барабанного типу, пневмосепаратор і транспортні механізми, включаючи подавання зерна на тривале зберігання. У традиційному розумінні призначення роботи скальператора, його встановлення на початку технологічної лінії необов'язкове. Відділення грубих домішок у вигляді коренеплодів, каменів, цегли, деревини, норійних ковшів і т.д. успішно виконується ситовим сепаратором барабанного типу, який виводить їх разом з потоком великих домішок.

В аграрних підприємствах потокова технологія післязбиральної 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 у режимі попереднього або первинного очищення.

У невеликих аграрних підприємствах потокову технологію післязбирального очищення можна налагодити без споруд за прикладом ЗАВ або КЗС при використанні сито-повітряного сепаратора з ситовим сепаратором барабанного типу. У такому випадку сепаратор встановлюють у складі, ангарі або під навісом на тимчасовому майданчику заввишки 1,5-2,0 м, оснащують завальною ямою будь-якої конструкції, норією подачі зерна на сепаратор і норією подачі зерна у склад або на сушарку фермерського типу. Допоміжні операції переміщення зерна і відходів проводять за допомогою навантажувача типу «MANITOU» й автотранспорту.

На закінчення слід зазначити, що післязбиральна обробка пов'язана з необхідністю очищення зерна різних видів, а зернова маса може мати найрізноманітнішу засміченість різними домішками. Тому для ефективного очищення ситові сепаратори повинні бути укомплектовані досить великою кількістю різних сит для кожної культури, а пневмосепаратори повинні передбачати регулювання у широкому діапазоні робочих режимів. Підбір сит, настроювання режимів роботи ситових сепараторів і пневмосепараторів стосовно кожної виробничої ситуації повинен проводити кваліфікований фахівець, який пройшов відповідне навчання.

Питання, критичні зауваження і пропозиції прошу надсилати на адресу:
E-mail: olis88@ukr.net