Факультет

Студентам

Посетителям

Основные принципы очистки и сортирования зерновой массы

Зерно и содержащиеся в нем примеси обладают различными свойствами. Задача освобождения зерновой массы от примесей или разделения ее на сорта по крупности сводится к установлению характера различия свойств и нахождению наиболее эффективного способа разделения на основе одного или нескольких свойств.

Каждое зерно можно характеризовать: размерами: длиной (наибольшим размером); шириной (наибольшим поперечным размером); толщиной (наименьшим поперечным размером); формой, определяемой, с одной стороны, соотношением размеров (длины, ширины и толщины) и с другой — выполненностью, объемом и очертаниями;

состоянием поверхности; удельным весом;

аэродинамическими свойствами; упругостью;

механической прочностью;

Изучение зерновой массы показывает, что наибольшее количество зерен, из которых она состоит, имеет показатели, приближающиеся к средним, характеризующим массу ячменя и овса по ширине и длине входящих в нее зерен.

Выбирая способ очистки зерна, необходимо: установить пределы изменения свойств отдельных зерен в каждой из разделяемых партий;

определить средние характеристики зерен в каждой партии; подобрать наиболее выгодный способ разделения, основанный на различии одного или нескольких свойств или их совокупности.

Решение задач, связанных с очисткой зерна, иногда наталкивается на значительные трудности, но эти трудности преодолимы, хотя в отдельных случаях потребуется найти специальные машины или приспособить существующие.

Сортирование зерновой массы на основе различия длины зерен и примесей. Если зерна отличаются от примесей длиной, а ширина и толщина их одинакова, их можно отделить механическим путем. Это разделение может быть осуществлено в результате использования ячеистых (триерных) поверхностей.

Если два зерна различной длины поместить в сделанные в пластине ячеи, диаметр которых немного больше длины короткого зерна, но меньше длинного, то короткое зерно полностью уложится в ячее, а длинное не уложится. При постепенном наклоне пластины из ячеи раньше выпадет длинное зерно, короткое же попадет позднее, когда пластине будет придано почти вертикальное положение или когда ее наклонят в другую сторону.

Наиболее часто поступают так. Берут цилиндр с ячеями на внутренней поверхности и помещают в него на некоторой высоте жолоб. Заполняя цилиндр смесью длинных и коротких зерен и приводя его в медленное вращательное движение, создают условия, при которых длинные и короткие зерна будут заполнять ячеи и подниматься ими. Но длинные зерна выпадут раньше, а короткие — позднее. Если установить кромку жолоба на границе между зонами выпадения длинных и коротких зерен, последние будут отделяться и попадать в жолоб.

Сортирование зерновой массы на основе различия ширины и толщины зерен и примесей. Для разделения зерновой массы, в которой зерна отличаются от примесей шириной, используют только сита с круглыми отверстиями, а при различии тех и других по толщине только сита с продолговатыми отверстиями. Действительно, через круглое отверстие сита может пройти зерно, ширина которого меньше диаметра отверстия, а через продолговатое — зерно, толщина которого меньше ширины этого отверстия. Таким образом, для разделения на основе указанных двух принципов требуется подобрать сита так, чтобы размеры их отверстий находились на границе между размерами зерен и примесей.

Для прохождения через круглые отверстия необходимо, чтобы зерна принимали положение, перпендикулярное к ситу. При прохождении через сито с продолговатыми отверстиями важно, чтобы длина зерна совпадала с длиной, а толщина его с шириной отверстия сита. Если эти требования не будут соблюдены, то даже правильно подобранные размеры отверстий сита не обеспечат вовсе просеивания или оно будет протекать неудовлетворительно; при различном характере движения, размахе и числе колебаний сита в машине зерна будут занимать на нем различное положение и перемещаться на его поверхности по-разному.

При подборе отверстий сита приходится считаться не только с размерами зерен и примесей, но и с характером движения зерна по ситу; иногда для достижения желательного взаиморасположения зерен и отверстий сита рекомендуется делать последнее ступенчатым или волнистым.

Зерно движется по ситу слоем определенной толщины. Поэтому при просеивании неизбежно явление самосортирования, заключающееся в том, что более тяжелые, мелкие и круглые зерна опускаются вглубь слоя, а крупные, более легкие и некруглые «всплывают» на его поверхность. «Погрузившиеся» зерна быстро входят в соприкосновение с поверхностью сита и препятствуют просеиванию находящихся вверху. С таким явлением (положительным при просеивании во многих случаях) приходится особенно считаться, когда из массы круглых и тяжелых зерен, идущих сходом, хотят отобрать — получить проходом — некруглые и более легкие зерна. Этого можно добиться только при условии непрерывного и энергичного перемешивания зерна на сите.

Сортирование зерна может происходить на неподвижном наклонном сите или на ситах с различным характером движения.

На неподвижном наклонном сите слой зерна будет двигаться только при достаточном наклоне сита.

Поскольку перемещающиеся па сите зерна располагаются своей длиной по направлению движения, а шириной — в плоскости сита, нельзя ожидать четкого сортирования ни по ширине, мм по толщине; иными словами, на неподвижном наклонном сите нот условий для разделения зерен, мало разнящихся своими размерами.

Выделение из массы зерен только мелких и Коротких примесей успешно осуществляют на проволочных ситах и ситах с круглыми штампованными отверстиями, ряды которых расположены в поперечном направлении. При отсеивании длинных и тонких примесей от коротких и толстых зерен1 лучшие результаты достигаются на ситах с продолговатыми отверстиями, расположенными своей длиной по направлению движения зерна.

В элеваторно-складском хозяйстве получили большое распространение многоярусные наклонные сита, устанавливаемые в цепи передвижных транспортеров и позволяющие попутно с перемещением зерна производить его очистку.

Ситу с поступательно-возвратным колебанием вдоль направления движения слоя зерна придают некоторый наклон, величина которого будет влиять Ни скорость перемещения зерен.

При перемене направления движения сита зерно по инерции сохранит свою прежнюю скорость перемещения, благодаря чему Возникает пара сил, стремящаяся придать ему вертикальное положение; это является обязательным условием для четкого сортирования длинных зерен на ситах с круглыми отверстиями. Слой зерна здесь движется вдоль сита относительно быстрее, путь просеивания укорачивается.

Так как зерна располагаются на сите длиной по направлению движения, а шириной — в его плоскости, такое сито можно успешно применять для просеивания длинных зерен — овса, пшеницы, ржи и им подобных.

На сите с поступательно-возвратным колебанием поперек направления движения слоя зерна сортирование происходит под действием трех сил: силы инерции, составляющей силы тяжести и силы трения, благодаря чему зерна перемещаются зигзагообразно и перекатываются с боку на бок; это способствует четкому сортированию по толщине, но удлиняет путь движения по ситу. Зерна, находящиеся у краев рамок сита, при движении отбрасываются и перемешиваются.

На плоском сите с круговым движением слой зерна все время находится под действием сил, которые перекатывают зерна и заставляют их перемещаться по спиральной линии.

На ситах с круговым движением успешно отделяются короткие зерна по ширине и толщине. Длинные зерна сортируются плохо.

Производительность сит, в очень большой степени зависящая от характера, размеров и числа колебаний сит, в основном определяется:

требованиями, направленными на обеспечение качества сортирования (грубая очистка, тщательная очистка, калибровка);

количеством (в процентах) зерен, которое требуется выделить проходом;

количеством, так называемого «недосева»; общей площадью сита;

размерами (в процентах) рабочей площади сита, т. е. площади, приходящейся на отверстия;

степенью забивания отверстий сита непросеявшимися зернами шириной сита.

Чем грубее очистка, чем меньше зерен, идущих проходом, чем выше допустимый недосев, чем больше свободных отверстий сит, чем больше рабочая площадь сита, тем выше производительность сита в кг/м2 час.

Немалую роль в этом играет и ширина сита, так как именно от нее зависит толщина слоя зерна в начале его движения по ситу эта величина может повлиять и на использование площади сита, я, следовательно, и на его производительность.

Недосевом называют остаток зерен в сходе, которые по своим размерам должны были бы просеяться через отверстия данного сита, но не просеялись по какой-либо причине.

В настоящее время разработаны теоретические методы расчета производительности сит; однако нормы производительности приходится устанавливать на основе обобщения опыта их работы. Следует оговориться, что производительность сит в машинах, предназначенных для очистки, при калибровке, т. е. разделении зерна по размерам (например, чечевицы), будет крайне низка, а в калибровочных машинах ее нельзя будет существенно повысить. Это объясняется тем, что при калибровке зерно должно пройти более: длинный путь, чем при очистке.

Сортирование зерновой массы на основе различия формы и состояния поверхности зерен и примесей. Для разделения зерен различной формы используют гладкую, наклонную, а для разделения зерен с различным состоянием поверхности — ворсистую наклонную плоскость рабочих органов машин.

Зерна круглой и эллипсовидной форм будут скатываться с наклонной плоскости при некотором угле наклона; плоские же, пирамидальные, чечевицеобразные и др. не будут скатываться, а если и будут скользить, то с незначительной скоростью; в конце наклонной плоскости они попадут в другое отделение подставленного ящика.

Зерна и примеси, резко разнящиеся формой, но имеющие одинаковые размеры (например, круглые и пирамидальные), могут быть иногда разделены на ситах с треугольными отверстиями или отверстиями иной конфигурации.

На ворсистой наклонной плоскости зерна с гладкой поверхностью, преодолевая сопротивление ворсинок, будут скатываться или скользить вдоль наклона, а зерна с шероховатой поверхностью, и с усиками, пленками и т. п. будут задерживаться ворсинками и, таким образом, отделяться от основной массы.

В обоих случаях необходимо правильно выбирать угол наклона плоскости.

Использование наклонных плоскостей для разделения зерен по форме или состоянию их поверхностей возможно при условии, если в плоскостях будут располагаться только отдельные зерна. Это обусловливает очень низкую производительность машин с наклонными плоскостями их рабочих органов, составляющую от 200 до 1000 кг/час на 1 м ширины плоскости, причем производительность тем меньше, чем мельче разделяемые зерна, чем выше степень засорения и требования, предъявляемые к качеству очистки.

Для разделения семенного зерна на основе различия состояния поверхности используют также магнито-семеочистительные машины. Очищаемое зерно предварительно увлажняют или сухим смешивают со стальным порошком, налипающим на шероховатые и поврежденные зерна и не пристающим к зернам основной культуры с гладкой поверхностью. Пропуская после этого всю зерновую массу через поле сильного магнита, отделяют зерна, поверхность которых покрыта стальным порошком.

Сортирование зерновой массы на основе различия удельного веса зерен и примесей. Зерно пшеницы, ячменя, ржи, чечевицы, гороха имеет обычно удельный вес от 1,25 до 1,4, тогда как многие семена сорных растений характеризуются более низким удельным весом; у некоторых он близок или даже ниже 1 (например у василька, беладонны, свербиги восточной, костра, просвирника и др.).

Эти различия в удельном весе используют в элеваторно-складском хозяйстве для разделения зерна и примесей. Как указывалось, при любом энергичном встряхивании (или перемещении) происходит самосортирование зерновой массы, причем зерна с небольшим удельным весом «всплывают», а тяжелые «тонут».

На применении этого принципа базируется работа кружал и камнеотборочных машин.

Сортирование зерновой массы на основе различия аэродинамических свойств зерен и примесей. Любое тело, находящееся в воздушном потоке, испытывает давление движущихся струй воздуха. Свойство тел сопротивляться этому давлению называют парусностью.

Величина давления воздушного потока на тело (зерно) зависит от площади его проекции на плоскость, перпендикулярную к направлению воздушного потока, от скорости движения воздуха, плотности его и коэффициента обтекания, в свою очередь зависящего от формы и размеры тела (зеона) и состояния его поверхности.

Зерна, имеющие более вертикальное направление равнодействующей, будут отнесены недалеко, а имеющие равнодействующую, приближающуюся к горизонтали, будут падать очень медленно и относиться воздушным потоком в сторону. И в этом случае произойдет разделение зерен на основе различия удельной парусности. Так как в воздушном потоке все время меняют свое положение, меняется и величина воздушного давления на них; в результате зерно движется с переменной скоростью и невозможно добиться четкого сортирования.

Очистку и сортирование зерна на основе различия аэродинамических свойств (удельной парусности) широко применяют на пунктах и базах; большинство зерноочистительных машин построено на использовании этого принципа. В сложных машинах применяют восходящий поток воздуха, а в простых — горизонтальный.

Количество зерна, рассортированного в воздушном потоке, зависит от скорости движения последнего и его сечения. Обычно в машинах она увязана с производительностью некоторых рабочих органов (например, сит).

Сортирование зерновой массы на основе различия упругости зерен и примесей. Упругость зерен различных культур и семян засорителей различна. Поэтому, ударяясь о твердую поверхность, они будут отбрасываться на неодинаковое расстояние.

Сортирование на основе различия упругости зерен и засорителей большого распространения не имеет; этот принцип используют только отчасти в кружале и падди-машине (сортировочном столе).

Сортирование зерновой массы на основе различия механической прочности зерен и примесей. Если зерно основной культуры обладает большей механической прочностью, чем примеси, то при пропуске тонким слоем через резиновые валки основные зерна не будут повреждаться, а семена засорителей сплющатся; после этого их можно будет легко отсеивать на сите или отделять воздушным потоком.

Сортирование зерновой массы на основе различия цвета зерен. Сортирование производят вручную или при помощи установок с фотоэлементами для определения цвета зерен и управления механизмами, осуществляющими отбор примесей. Этот прием очистки пока имеет очень ограниченное применение.

Сортирование зерновой массы на основе магнитных свойств примесей. Как известно, тела, содержащие в достаточном количестве железо, а также некоторые другие металлопримеси (никель, кобальт и многие их сплавы), притягиваются к магниту и прочно им удерживаются. Поэтому для выделения металлопримесей, встречающихся в зерновой массе (гвоздей, гаек, опилок, частиц металла, ржавчины, руды и шлака), можно пользоваться магнитами.

Магнитная защита необходима и для предохранения машин от износа.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: