Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние анализа и задачи исследования... 10
1.1. Анализ урожайности и состояния зерновой массы, поступающей на послеуборочную обработку 10
1.2. Состояние зерновой массы по влажности 13
1.3. Засоренность зерновой массы 15
1.4. Экономические показатели послеуборочной обработки зерна на примере хозяйств Республики Бурятия 17
1.5. Анализ технологии фракционной обработки с веж еу бранного зернового вороха 19
1.6. Технология послеуборочной обработки и организация внутрихозяйственного контроля качества зерна на примере хозяйств Республики Бурятия 23
1.7. Состояние технических средств для разделения зернового материала на фракции 27
1.8. Анализ работ по сепарации зерновой массы, по упругости зерна
на отражательных рабочих поверхностях 34
1.9. Основные выводы, цель и задачи исследования 37
Глава 2. Теоретические исследования процессов сепарации и очистки зерна 39
2.1. Исследование процесса просеивания компонентов зернового вороха через решета решетного стана ворохоочистительной машины при очистке и разделении на фракции 39
2.2. Исследование процесса сепарации зернового материала на отражательных рабочих поверхностях с учетом вращения и сопротивления воздуха 45
2.2.1. Описание процесса разделения зерновой крупной фракции зерна ударным способом об отражательную поверхность 45
2.2.2. Движение зерна в процессе сепарации с учетом сопротивления воздуха 46
2.2.2.1. Определение зоны рассеивания зерен по дальности полета в зависимости от ориентации зерновой частицы в момент удара... 53
2.2.2.2, Влияние влажности зерна на дальность полета зерновой частицы от коэффициента изменения скорости Kv (ориентации зерновой частицы в момент удара) 56
2.2.3. Движение частицы овсюга с учетом вращения и сопротивления воздуха после удара об отражательную поверхность 59
2.2.3.1. Определение зоны рассеивания овсюга по дальности полета в зависимости от ориентации частицы овсюга в момент удара 65
Глава 3 Программа и методика экспериментальных исследований 67
3.1. Цель и задачи экспериментальных исследований 67
3.2. Общая методика экспериментальных исследований 67
3.3. Методика пофракционного анализа свежеубранной зерновой массы 71
3.4. Разделение свежеубранного зерна на фракции на лабораторном решетном сепараторе 73
3.5. Разделение свежеубранного зерна на двухъярусном решетном стане машины предварительной очистки 75
3.6. Сепарация зерна по упругости на отражательной поверхности 80
3.6.1. Экспериментальная установка сепарации крупной фракции зерна по упругости 80
3.6.2. Методика определения коэффициента восстановления после удара для зерновых культур в зависимости от влажности 84
3.6.3. Методика определения координат центра тяжести вдоль продольной оси частиц зерновки 86
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ 88
4.1. Изменение влажности и линейных размеров зерна в процессе созревания 88
4.2. Динамика влажности и температуры свежеубранного зерна... 94
4.3. Влияние предварительной обработки на состояние и качество зерновой массы 97
4.4. Обоснование параметров решетного стана сепаратора ОВП-20А 101
4.4,1. Исследование однородности и выравненности по фракционному составу зерновой массы 108
4.5. Результаты испытания в хозяйственных условиях модернизированного сепаратора ОВП-20А 111
4.6. Обоснование основных параметров сепаратора зерна по упругости на отражательных рабочих поверхностях 114
4.6.1. Определение коэффициента восстановления скорости зерновки после удара от влажности зерна 114
4.6.2. Определение координаты центра тяжести зерновки вдоль продольной оси 115
4.6.3. Обоснование параметров сепаратора по упругости на отражательной рабочей поверхности 116
4.7. Результаты сепарации крупной фракции зерна по упругости на отражательной поверхности 120
Глава 5. Экономическая эффективность предлагаемой технологии, стандарт предприятия по после уборочной обработке зерна. рекомендации производству 123
5.1. Экономическая эффективность предлагаемой технологии фракционной обработки зерна 123
5.2. Стандарт предприятия по послеуборочной обработке зерна... 129
5.3. Общие выводы 130
5.4. Рекомендации производству 132
Список использованной литературы 134
Приложение 146
- Анализ технологии фракционной обработки с веж еу бранного зернового вороха
- Движение зерна в процессе сепарации с учетом сопротивления воздуха
- Разделение свежеубранного зерна на двухъярусном решетном стане машины предварительной очистки
- Обоснование параметров решетного стана сепаратора ОВП-20А
Введение к работе
Устойчивое увеличение производства зерна всегда было и остается ключевой проблемой агропромышленного комплекса, нацеленной на обеспечение всевозрастающей потребности в продуктах питания и сельскохозяйственном сырье.
В условиях сокращающихся площадей посевов зерновых усиливается необходимость повышения урожайности и снижения потерь зерна, главным образом, в процессе его послеуборочной обработки.
В настоящее время основная часть зерна в хозяйствах Забайкалья, к которому относится Республика Бурятия, обрабатывается на поточных линиях типа ЗАВ и КЗС. Существующие зерноочистительно-сушильные машины в поточных линиях, самопередвижные машины предварительной очистки на открытых площадках ОВП-20А, ОВС-25 не обеспечивают своевременную обработку свежеубранного зернового вороха, что приводит к большим потерям зерна и низкой эффективности работы машин. Для доведения зерна до требуемых кондиций зерновой ворох подвергается многократной обработке, в результате чего увеличиваются затраты на его обработку и потери зерна в отходы и его травмирование. Поэтому затраты труда на послеуборочную обработку остаются все еще значительными и составляют более 50 % от всех затрат на производство зерна, а в себестоимости продукции затраты на обработку достигают 40 % [ПО]. В связи с этим необходимо дальнейшее совершенствование технологии и технических средств, особенно повышение эффективности предварительной очистки свежеубранного зернового вороха, обеспечивая его своевременную обработку и сохранность.
Сложные погодные условия Забайкалья в уборочный период обуславливают высокую влажность свежеубранного зерна в пределах 18-27 %, а засоренность - 6-16 % в зависимости от территории и конкретных условий года, что увеличивает объем послеуборочной обработки свежеубранного зерна [110, 115].
Повышение эффективности предварительного фракционного разделения по крупности (толщина) зернового вороха может быть обеспечено совершенствованием конструкции ворохоочистителя ОВП-20А, который обеспечивает получение четырех фракций по крупности (толщина): крупная; средняя; мелкая и фуражные отходы с разной влажностью. Для увеличения выработки зернотока (по вороху) за счет рациональной технологии и режимов обработки целевых фракций, выделенных из вороха может быть обеспечено за счет сортирования неоднородности 1-ой крупной фракции зерна по упругости (влажности) на отражательной поверхности. Полученные однородные по крупности фракции зерна с наименьшей влажностью направляются в бункера активного вентилирования для сушки и для быстрого послеуборочного дозревания зерна семенного и продовольственного назначения. Это обеспечит снижение объема сушки на 20 - 30 %.
Целью настоящей работы является совершенствование технологии фракционной обработки зерна по крупности (толщина) с выделением из крупной фракции более влажных зерен и овсюга по упругости и доведением крупной фракций зерна до кондиционной влажности в бункерах активного вентилирования (БАВ).
Основные задачи исследования:
1. Изучить и обобщить сведения о состоянии зерновой массы, поступающей
на зерноток в условиях Республики Бурятия;
Обосновать параметры рабочего органа машины предварительной очистки для фракционирования зернового вороха по крупности;
Изучить закономерность процесса сепарации крупной фракции с различной формой и с различной влажностью по упругости и обосновать параметры сепаратора;
Провести производственную проверку, разработанной технологии и определить ее экономическую эффективность.
Объект исследований:
Физико-механические свойства зернового материала, процесс фракцио-
нирования зернового вороха по крупности на модернизированном сепараторе ОВП-20А и процесс сепарации крупной фракции зерна по упругости.
Методика исследований. Физико-механические свойства зерна и примесей определяем в соответствии с государственными стандартами (ГОСТ 12038-84, ГОСТ 70.102-83).
Основные параметры модернизированного сепаратора ОВП-20А для фракционирования зернового вороха по крупности и процесс сепарации крупной фракции зерна по упругости были исследованы по специально разработанной методике на экспериментальной установке и макетных образцах в производственных условиях. Результаты экспериментов обрабатывали методами математического статистики в соответствии с требованиями ГОСТ 8.207-76.
Научную новизну представляют:
закономерность просеивания зернового вороха через решетный стан зерноочистительной машины ОВП-20А, где вторые решета первого и второго яруса устанавливают под меньшим углом наклона к горизонту, чем первые решета при разделении зернового материала на крупную, среднюю и мелкую фракции;
процесс выделения из свежеубранного зерна наименее влажной крупной фракции зерна по совокупности признаков поперечному размеру и упругости;
закономерность процесса сепарации зерен с различной влажностью и формой по упругости на отражательной рабочей поверхности.
Основные положения, выносимые на защиту:
теоретические исследования процесса просеивания зернового материала через решетный стан ворохоочистительной машины ОВП-20А, где вторые решета первого и второго яруса установлены под меньшим углом наклона к горизонту чем первые решета при разделении по толщине на крупную, среднюю и мелкую фракции;
способ выделения наименее влажной крупной фракции зерна по поперечному размеру (толщина) и упругости;
теоретические исследования процесса сепарации зернового материала с различной влажностью и формой по упругости на отражательных рабочих поверхностях;
результаты производственной проверки разработанной технологии и ее экономическая эффективность.
Практическая ценность:
Разработаны рекомендации по модернизации решетного стана ворохо-очистительной машины для разделения зернового вороха на крупную, среднюю и мелкую фракции и разработана методика расчета сепаратора зернового материала по упругости. Обоснована технологическая схема фракционной обработки зернового вороха, включающая сепарацию крупной фракции зерна по упругости, для выделения наименее влажных зерен и доведение ее до кондиционной влажности в бункерах активного вентилирования (БАВ).
Разработан стандарт предприятия.
Реализация результатов исследования:
Разработаная технологическая схема фракционной обработки зернового вороха на модернизированном решетном стане ворохоочистителя ОВП-20А с сепарацией крупной фракции зерна по упругости и внедрена в СПК «Хоринский» Хоринского района Республики Бурятия.
Анализ технологии фракционной обработки с веж еу бранного зернового вороха
Свежеубранное зерно называют зерновым ворохом, подчеркивая этим, что его еще предстоит подвергнуть послеуборочной обработке, которая является обязательным звеном процесса производства зерна, особенно семенного назначения. Без послеуборочной обработки полученный урожай зерна нельзя ни сохранить без значительных потерь, ни использовать на пищевые или семенные цели.
Послеуборочная обработка зерна решает две основные взаимосвязанные задачи. Во-первых, в процессе послеуборочной обработки должна быть повышена стойкость зерна, чтобы его можно было сохранить без существенных потерь до нового урожая и на более продолжительный срок. Для повышения сохранности зерновую массу просушивают до кондиционной влажности. Этот технологически сложный и энергоемкий процесс проводят в зерносушилках различных типов и производительности. Возможны другие способы увеличения продолжительности безопасных соков хранения зерна, в частности обработка химическими веществами, охлаждение, но главным способом остается сушка.
Во-вторых, свежеубранная зерновая масса в процессе послеуборочной обработки должна быть доведена до установленных кондиции по чистоте. Требования к чистоте зерна различного целевого назначения неодинакова. В процессе послеуборочной обработки зерно очищают от сорной и зерновой примесей, сортируют с выделением малоценных зерен основной культуры: недоразвитых, щуплых, битых, поврежденных, проросших и мелких. Послеуборочная обработка зерна обеспечивает высокий технологический эффект лишь тогда, когда все операции выполняют правильно и своевременно.
Современная технология послеуборочной обработки зерна предполагает, что сразу же после взвешивания свежеубранный зерновой ворох должен быть направлен в ворохоочистительные или зерноочистительные машины. Основное требование к очистке зерна в ворохоочистительных машинах сводится к тому, чтобы выполнить эту операцию как можно быстрее. Даже кратковременная задержка с очисткой свежеубранного вороха снижает качество зерна и увеличивает в последующем объем работы. Примеси имеют более высокую влажность, чем зерно, поэтому в неочищенном ворохе зерно заметно увлажняются. Очистка вороха от примесей значительно повышает его стойкость к факторам порчи, особенно к самосогреванию.
Правильно организованная послеуборочная обработка зерна предполагает создание в хозяйствах специальных отделений по приемке и предварительной очистке поступающего урожая без передержки на площадках или в вентилируемых бункерах. Приемные отделения могут быть оборудованы ворохо-очистительиыми машинами с пропускной способностью отделения в 3 раза превышающей производительность оборудования по сушке и окончательной очистке зерна и семян [53 9, 63].
В результате отмеченных особенностей сушилки часто не могут справиться со всем потоком зерна даже при круглосуточной работе. Поэтому во всех хозяйствах возникают такие периоды, когда на зернотоках скапливается значительное количество предварительно очищенного, но непросушенного зерна. Вынужденная передержка влажного зерна в ожидании сушки является критическим периодом в сохранении семенных, продовольственных и фуражных достоинств выращенного зерна. В этот период происходят наибольшие потери зерна и семян и ухудшается их качество. Предупредить последствия таких потерь и полностью их исключить - одна из основных задач правильно организованного процесса послеуборочной обработки зерна. Техническое переоснащение зерновой отрасли и поставка хозяйствам машин и оборудования для послеуборочной обработки зерна осуществляется в соответствии с системой машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства [95].
В общей системе производства зерновых, их послеуборочная обработка для условий Республики Бурятия имеет важнейшее значение. Затраты на послеуборочную обработку зерна достигают 30 % от стоимости их производства. Кроме того, этот процесс характеризуется высокой фондоемкостью и энергопотреблением, требует значительных трудозатрат. Наконец, что особенно важно, от того, как будет организована послеуборочная обработка зерна, в значительной степени зависит его качество, а значит и эффективность всего цикла сельскохозяйственных работ. В соответствии с поточной технологией, поступающая с поля свежеубранная зерновая масса в отделении приемки подвергается входному контролю и взвешиванию. После этого транспортные средства разгружаются и зерновой ворох проходит предварительную очистку. В результате выделяется значительное количество (не менее 60 %) сорной примеси, улучшаются физические свойства зерновой массы, что способствует более эффективной последующей обработке. Задержка с выполнением данной операции на несколько часов может привести увлажнению зерна за на 2-3 % за счет влагообмена с сорными примесями, быстрому самосгреванию и плесневению.
Для компенсации неравномерности поступления зернового вороха с поля, также для обеспечения оптимальной загрузки сушильных установок, часть свсжеубранного зерна, прошедшего предварительную обработку временно хранят в специальных установках оборудованных устройствами для активного вентилирования.
Сушка является основной и наиболее энергоемкой операцией в системе послеуборочной обработки. Для надежного и длительного хранения вся свежеубранная масса влажностью выше критической должна быть подвергнута сушке. Режим сушки выбирается в зависимости от культуры, начальной влажности зерна, а также предельно допустимой температуры нагрева, при которой обеспечивается необходимое качество зерна и оптимальная работа сушилок.
Для районов с высокой влажностью, где сушка из-за плохой сыпучести влажного зерна в шахтных сушилках затруднена, может быть предусмотрено использование напольных и ромбических сушилок. Например, семеяочис-тительно-сушильное предприятия Пермской сельскохозяйственной опытной станции производительностью 5000 т за сезон, оборудовано ромбическими сушилками.
В технологической схеме обработки зернового вороха с выделением фуражной фракции зерна, разработанной в СибИМЭ и ВИМе [94], предусмотрены агротехнические требования к комплектам оборудования отделений приема и предварительной очистки зерна. Такие приемные отделения предназначены для использования с агрегатами и комплексами типа ЗАВ и КЗС.
Движение зерна в процессе сепарации с учетом сопротивления воздуха
Целью экспериментальных исследований является обоснование рациональных параметров решетного стана машины предварительной очистки для разделения свежеубранного зерна на фракции по влажности и сепаратора зерна по упругости, обеспечивающих более эффективную фракционную обработку зерна в условиях Забайкалья. Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи: - экспериментально проверить полученные теоретическими исследованиями закономерности разделения свежеубранного зерна на фракции на двухъярусном решетном стане и сепарации зерна по упругости на отражательной поверхности; - обосновать рациональные параметры решетного стана машины предварительной очистки для разделения свежеубранного зерна на фракции; - обосновать рациональные параметры сепаратора зерна по упругости; - определить эффективность предполагаемой технологии фракционной обработки зерна. В качестве объекта исследования принят технический процесс выделения из свежеубранного зерна наименее влажной фракции зерна для раздельной ее обработки. Дальнейшее совершенствование технологии и технических средств послеуборочной обработки зерна требует более детального рассмотрения особенностей зернового вороха, поступающего от комбайнов. В Алтайском крае, поток свежеубранного зерна изучали В.Н.Русанова, В.Е.Пластинин, Е.М.Азаров, В.И.Подоляка и другие исследователи [92, 82, 4], и в Западной Сибири, М.С.Титов и т.д. [104]. Засоренность зерновой массы определялась стандартным методом (ГОСТ 10939-64) [36].. Масса 1000 зерен или семян определялась стандартным методом (ГОСТ 10842-89) [39]. Влажность зерновой массы и фракций зерна определялась стандартным методом (ГОСТ 135865-93). Такие сведения наблюдали для обоснования рациональной технологии предварительного разделения [61] свежеубранного зерна, осуществляемого в начальной стадии его послеуборочной обработки. Наиболее надежным признаком спелости зерна является его влажность. Кулешов Ы.Ы. отметил, что определенное состояние спелости зерна всегда связана с определенным содержанием в нем влаги [66, 65]. Петинов Н.С. подчеркивая огромную роль воды в обмене веществ в растении, пишет, что будучи в растительном организме основным растворителем, вода служит средой для непрерывно совершающихся в растении процессов передвижения продуктов обмена из одних тканей и органов в другие [81]. Кулешов Н.Н. на основании многолетних исследований установил следующие фазы развития зерна пшеницы, характеризующиеся таким содержание воды (в %) [66, 65]: - молочная -65-62; - конец молочной - 52-50; - тестообразная - 50-40; - начало восковой - 40-36; - середина восковой - 35-25; - конец восковой - 24-21; - начало полной - 20-18; - полная-менее 18. Установленный уровень содержания влаги в зерне различной спелости -постоянный в любых районах, при любых условиях. Процесс зернообразования связан с режимом влажности растения и зерна. Влажность зерна - основной показатель его состояния на различных этапах развития и спелости в конце процесса зернообразования. При разделении зерна на фракции на решетах подсчитывались показатели эффективности выделения мелких и крупных примесей (Ем, Екр) по формуле В.Г. и Г.В.Ньютонов [76] для каждой секции в отдельности определяли максимальные величины. При исследовании использовалось следующее лабораторное оборудование: весы с пределами измерения до 1 кг, 0,1 кг, 0,001 кг; делитель зернового материала ДЭК-2; разборные доски и шпатели; классификатор решетный; пневмоклассификатор РПК-30; тахометр; секундомер; индикатор часового типа; стенд для исследования процесса сепарации в пневмосепарирующих каналах. Опытные данные, характризующие эффективность разделения зернового материала от изучаемых факторов, обрабатывали в соответствии с ГОСТ 8.207-76 «Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений». За результат измерения принимали среднее арифметическое результатов наблюдений. Оценку среднего квадратического отклонения результата измерения производили по формуле: - коэффициент Стыодента, который в зависимости от доверительной вероятности Р и числа результатов наблюдений находили по таблице справочного приложения указанного ГОСТ. Нами была принята доверительная граница случайной погрешности опыта 5 % при доверительной вероятности 0,95.
Интенсивность просеивания компонентов зернового материала через решето, определяли следующим образом [121]. По данным распределения компонентов фракции (%) по секциям пробоотборника, установленных под решетами, строили вариационные кривые распределения компонента фракции по длине решета; определяли на каком расстоянии (дм) от начала решета просеивается около 50 % данного компонента фракции и количество Р (%) компонента фракции, не просеявшегося на данном участке решета; по таблице 2.1 а [21] (интервал вероятностей -) находили соответствующее ему значение Р и определяем % для данного решета п умноженного на два.
Пример определения интенсивности просеивания компонентов зернового материала в отверстия решет. Эксперименты, проведенные на решете с отверстиями 2,8x20 мм показали, что на 5-ом дм от начала решет просеялось 59 % пшеницы. Определяем количество пшеницы, которое не просеялось на данном участке решет, оно составляет 41 %. По таблице 2,1 а (стр.205) [21], найдя соответствующее ему значение Р при п=1 определяем значение %д = 4,96.
Разделение свежеубранного зерна на двухъярусном решетном стане машины предварительной очистки
В составе зерноочистительно-сушильных комплексов для послеуборочной обработки зерна операцию по предварительной очистке вороха выполняют стационарные машины ЗД-10000 производительностью 20 т/ч и машины МПО-50 производительностью 50 т/ч. Последние используют в составе оборудования приемных отделений ОП-50 в зерноочистительных агрегатах и зерноочистительно-сушильных комплексах.
Серьезным технологическим недостатком машин ЗД-10000 и МПО-50 является отсутствие подсевного решета, в результате чего мелкие примеси, как правило, более влажные, чем основное зерно, не выделяются и вместе с зерном поступают на сушку.
Самопередвижной ворохоочиститель ОВП-20А, ЗВС-20 и ОВС-25, а также стационарные машины К-527 Л лишены этого недостатка. Кроме воздушной очистки они имеют решетные станы, на которых выделяют не только крупные, но и мелкие примеси. Свежеубранный зерновой ворох содержит не только зерна основной культуры, но и некоторое количество сорной и зерновой примесей которые ухудшают качество зерна, отрицательно влияют на его сохранность. Содержание примесей в зерновой массе строго нормируется стандартом и кондициями. Зерновая масса (зерна основной культуры) неоднородна по составу и свойствам. Для снижения степени разнокачественности зерна, выделения из зерновой массы наименее ценных по биологическим свойствам зерна проводим сортирование - фракционирование по крупности. Эта технологическая операция обеспечивает разделение зерен основной культуры по физическим и одновременно биологическим свойствам, а также по влажности на четыре части (фракции по крупности), первая, вторая и третья, из которых используется как доброкачественный материал, а четвертая - на фуражные цели. Выделение в процессе сортирования (фракционирование по крупности) лучшей части урожая является важным способом улучшения качества зерна. Для ворохоочистки с фракционированием по крупности на воздушно-решетных зерноочистительных машинах отечественного производства нами выбрана машина ОВП-20А со схемой расположения решет (рис.4.3). Для схем решет принято условное обозначение решет: Б] - фракционное, Б2 -колосовое, В - подсевное, Г - сортировочное. Технологический эффект от сепарирования на решете Б] заключается в том, что оно разделяет зерновую массу на крупную и мелкую фракции и облегчает последующее выделение как крупных, так и мелких примесей. Решето Б должно быть полностью покрыто зерном. Однако слой зерна должен быть таким, чтобы все мелкие примеси успели выделиться через отверстия решета. Колосовое решето Б2 состыковано в одной плоскости с решетом Б и принимает от него крупное зерно и крупные примеси. Размер его отверстий подбирают так, чтобы все зерно могло быть выделено проходом, а крупные примеси, включая колосья, сходом с решета выделяются в отдельную фракцию. Чтобы крупные зерна основной культуры не попадали в отход, площадь поверхности решета Б2 должна быть покрыта зерном лишь на 0,6...0,8 его длины. Подсевное решето В является первым решетом нижнего яруса. Она воспринимает половину потока зерна, поступающего в машину и прошедшего проходом через отверстия фракционного решета Б. На подсевном решете необходимо выделить проходом через отверстия мелких и щуплых зерен основной культуры и мелких примесей. Средние и мелкие зерна основной культуры направляются сходом по решету В на смежное сортировочное решето Г. Размер отверстии сортировочного решета Г несколько больший, чем решета В. это обеспечивает выделение на решете проходом через отверстия мелкой фракции зерна, а сходом - средняя фракция зерна. Экспериментальными исследованиями нужно обосновать рациональные размеры отверстия решет. Кроме того, обосновать оптимальные кинематические режимы решетного стана сепаратора ОВП-20А. Кинематическими параметрами сепаратора ОВП-20Л назовем частоту колебаний решетного стана, угол наклона решет к горизонту, амплитуду колебаний и угол направления колебаний. Они определяют кинематический режим решета, влияют на характер и скорость движения материала по решету. Характер движения и средняя скорость перемещения материала определяют технологический процесс работы данного сепаратора. Влияние меньшего угла наклона к горизонту вторых решет первого и второго ярусов исследований при следующих условиях: Q=16 т/ч; W = 18%. При амплитуде колебаний 7,5 мм и частоте колебаний решетного стана 460 обеспечивается высокая эффективность разделения зерновой смеси на фракции. На лабораторной просеивающей установке нами исследован угол наклона решет (Б,=8; Б2=3) и (В=8; Г=3). Наличие оптимума угла наклона решета Б2=3 объясняется тем, что при угле наклона решета 8 зерна пшеницы перемещаются над поверхностью решета, не проваливаясь в него (большое количество зерна в отходах). Это объясняется тем, что ворохоочистительные и зерноочистительные машины и лабораторная просеивающая установка с плоскими решетами и возвратно-колебательными движениями, следует, что давление зерна на решето в процессе просеивания изменяется в ограниченных пределах: Такое незначительное давление не обеспечивает надежного контакта зерна и решета. Результаты исследования позволяют предусматривать эффективное использование решетных органов для максимального выделения примесей и фракционного разделения обрабатываемого материала с тем, чтобы уменьшить объем сушки на сушилках и очистки на триерах.
Обоснование параметров решетного стана сепаратора ОВП-20А
Стандарт предприятия «послеуборочной обработки зерновых культур» разработан в соответствии с ГОСТ Р1,4-93 и ГОСТ Р 1,5-2004 и базируется на результатах работ, разработанных различными научно-исследовательскими организациями отрасли и обобщенных в действующих нормативных и инструктивных материалах, в монографиях, а также исследованиях отдела индустриальных технологий послеуборочной обработки зерна СибИМЭ, и исследованиях кафедры «Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна» ВСГТУ, выполненных в МУП «Иволгинское» Улан-Удэнского района и в СПК«Хоринский» Хоринского района Республики Бурятия.
Структура стандарта предприятия по послеуборочной обработке зерновых культур состоит из 5 разделов и Приложении. В первом, втором и третьем разделах стандарта содержатся общие положения по послеуборочной обработке зерновых культур, а также особенности состояния свежеубранного зернового вороха, поступающего на обработку. Далее в четвертом разделе указываются технологические схемы обработки зерна в зависимости от их исходного состояния, агротехнических требований к каждой отдельной операции (прием, предварительная очистка, активное вентилирование, сушка и сортирование) и порядок ведения контроля в процессе их обработки.
В пятом разделе приводятся указания по организации работы лаборатории по контролю качества зерна на зернотоку, а также перечень приборов, оборудования и материалов, которыми оснащается лаборатория. В приложении даны форма записей и наблюдений, выполняемых в соответствии к требованиям данного стандарта. Эффективность использования стандарта предприятия в указанном хозяйстве подтверждена экономическими расчетами. 1. Поступающий зерновой ворох на послеуборочную обработку характеризуется неравномерностью зерна по влажности и линейным размерам. Изменение линейного размера (толщина) зерна от влажности созревающего зерна от молочного состояния до саередины восковой спелости (65-25 %) описывается уравнением регрессии: где: у - толщина созревшего зерна, мм; х - влажность созревшего зерна, % 2. Процесс просеивания компонентов зернового материала через модернизированный решетный стан, в котором вторые решета установлены в каждом ярусе решет под углом к первым решетам, описывается формулой (2.1, 2.4, 2.5, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2,11), учитывающим крупность основного зерна, которая зависит от влажности. 3. Модернизированный решетный стан, состоящий из двух ярусов решет, в первом ярусе решет установлено решето с продолговатыми отверстиями IJ2,8X20 мм, за ним колосовое решето 133,4x20 мм, на втором ярусе решет установлено подсевное решето G2,0x20 мм, а за ним сортировочное решето П2,2х20 мм, где вторые решета на каждом ярусе решет установлены под углом к первым решетам при подаче 20 т/ч на метр ширины решета, разделяет основные зерна на 4 фракции: зерно крупное (20-40%), зерно среднее (55-85%), зерна мелкие (10-15 %) и отходы. 4. Процесс сепарации зернового материала на отражательных рабочих поверхностях с учетом вращения зерновок, сопротивления воздуха и влажности описывается формулами (2.16, 2.17, 2.18, 2.19, 2.22, 2.24, 2.25, 2.26). 5. Установлено, что с увеличением влажности зерна, уменьшается коэффициент восстановления, и тем самым уменьшается дальность полета частиц зернового материала. 6. Разработан метод расчета сепарации зернового материала различной влажности на отражательных рабочих поверхностях. 7. Исследованиями установлены, основные параметры отражательных рабочих поверхностей, разделяющих зерновой материала по влажности: - подача материала слоем в одно зерно; - угол наклона отражательной поверхности к горизонту - 2230 ; - высота падения частиц зернового материала на отражательную поверхность - 0,5-0,6 м. 8. Выявлено, что отражательные рабочие поверхности позволяют выделить основное зерно кондиционной влажности 80 % из фракции крупного зерна. 9. Разработана новая фракционная технология послеуборочной обработки зерна, позволяющая выделить 20-25 % зерна, не требующей сушки за счет установки в технологической линии модернизированного решетного стана ворохоочистителя ОВП-20А и сепаратора по упругости на отражательных рабочих поверхностях. 10. Ожидаемый годовой экономический эффект от применения новой фракционной технологии послеуборочной обработки зерна составляет 262 тыс.руб. По нашим исследованиям при уборке зерновых с влажностью около 24 % всхожесть зерна снижается в среднем на 30 %. При влажности зерна свыше 26 % кондиционные по всхожести семена получить сложно при любой технологии послеуборочной обработки зерна. Повышение эффективности предварительного фракционного разделения по крупности зернового вороха может быть обеспечено совершенствованием конструкции ворохоочистителя ОВП-20А, который обеспечивает получение четырех фракций по крупности и по влажности: 1-ая крупная фракция зерна остаток на решете 2,8x20 мм; 2-ая средняя фракция зерна остаток на решете 2,2x20 мм; 3-ая мелкая фракция зерна остаток на решете 2,0x20 мм; 4-ая фракция отходы проход с решета 2,0x20 мм.
Для увеличения выработки зернотока (по вороху) за счет рациональной технологии и режимов обработки целевых фракций, выделенных из вороха, может быть обеспечено за счет сортирования неоднородности по влажности 1-ой крупной фракции зерна по упругости на отражательной поверхности. Для этого рассмотрим комплекс, включающий модернизированный ворохоочиститель ОВП-20А №1, и сепаратор сортирующий по упругости ((спелости) №2, сушилка основного №3 и для более эффективного послеуборочного дозревания менее влажное крупное зерно подсушиваем в бункере активного вентилирования (БВ-25) с подогретым воздухом до температуры 25...35С№4(рис.5.1).
