Во время уборки урожая зерновых культур в бункер комбайна вместе с основным зерном попадает значительное количество примесей. К ним относятся растительные остатки (листья, стебли, части колосьев), семена сорняков, минеральные включения (земля, песок), а также насекомые и их личинки. Для подготовки зерна к хранению, переработке или использованию в качестве посевного материала необходимо удалить эти примеси с помощью специального оборудования — зерноочистительных и сортировальных машин.
Основные методы и принципы очистки зерна
Современные технологии очистки основаны на использовании различных физических свойств зерна и примесей.
Сортировка по размеру. Для разделения зерновой массы по ширине и толщине применяются решета с отверстиями разной формы (круглые, прямоугольные, треугольные) и калибра. Отделение коротких и длинных примесей осуществляется с помощью триерных цилиндров.
Пневматическое разделение (воздушным потоком). Этот метод использует разницу в аэродинамических свойствах. Легкие примеси (пыль, полова) уносятся воздушным потоком, в то время как более тяжелое зерно оседает в камере. Воздушный поток также позволяет разделить зерно на фракции по удельному весу.
Разделение по трению и форме. Поскольку примеси и семена разных культур имеют разную поверхность (гладкую, шероховатую) и форму (удлиненную, округлую), их коэффициент трения на наклонной плоскости отличается. Это свойство используется в машинах со шероховатыми движущимися полотнами, винтовыми поверхностями или вращающимися цилиндрами. В современных установках также применяется магнитная сепарация.
Классификация машин и этапы обработки
Оборудование для обработки зерна классифицируется по назначению и может использоваться в несколько этапов:
- Первичная очистка: Быстрое удаление крупного сора и легких примесей сразу после комбайна.
- Вторичная очистка и сортирование: Более тонкое разделение на фракции, выделение семенного материала.
- Дополнительная и специальная доработка: Удаление трудноотделимых примесей для получения зерна высшего качества.
Для первичной очистки обычно применяются простые воздушно-решетные машины. Вторичная обработка требует более сложных агрегатов, часто комбинированных — воздушно-решетных машин с триерами. Для специальных задач используют пневматические сортировальные столы, электромагнитные, фрикционные машины и другие сепараторы.
Пример работы семяочистительной машины СВУ-5
В качестве примера машины для вторичной очистки рассмотрим воздушно-решетную семяочистительную машину СВУ-5. Ее работа представляет собой многоступенчатый процесс:
- Прием и пневмоочистка: Зерно поступает в приемную камеру и направляется в воздушный канал, где легкие примесы и щуплое зерно отделяются и уносятся в отстойную камеру.
- Решетная очистка: Предварительно очищенная масса поступает на набор из шести решет, установленных в двух станах (рамах). Решета совершают колебательные движения. Путем подбора решет с определенной формой и размером отверстий происходит последовательное разделение:
- Отделение крупных примесей.
- Выделение полноценного зерна 1-го сорта.
- Отделение щуплого и битого зерна (2-й сорт).
- Удаление мелких примесей (подсева).
- Финальная пневмоочистка: Зерно 1-го сорта проходит через второй воздушный канал для окончательного удаления пыли.
Все этапы обеспечивают получение высококачественного отсортированного зерна.
Специальные методы очистки: триеры и магнитная сепарация
Для получения элитного семенного материала после сортировки зерно часто пропускают через триерные цилиндры. Принцип их работы основан на разделении по длине:
- Кукольные цилиндры (для выделения длинных примесей) имеют ячейки, в которые помещаются зерна основной культуры и короткие примеси. При вращении цилиндра они поднимаются и выпадают в желоб, а длинные примеси (например, овсюг) остаются на дне и выводятся отдельно.
- Овсюжные цилиндры (для выделения коротких примесей) имеют ячейки меньшего диаметра, которые захватывают только короткие примеси, оставляя чистое зерно.
Для разделения семян с разной поверхностью (например, гладкой и шероховатой) применяются электромагнитные машины. Зерновая смесь смешивается с железным порошком, который прилипает к шероховатым семенам. Затем в магнитном поле эти семена отделяются от гладких.
Сушка зерна: завершающий этап подготовки к хранению
Очищенное зерно часто имеет повышенную влажность. Чтобы довести ее до безопасной для хранения нормы (14–15%) и предотвратить развитие микроорганизмов, зерно пропускают через сушильные машины (зерносушилки). За один цикл влажность снижается на 6–8%, поэтому при высокой исходной влажности (>25%) может потребоваться двукратная сушка с промежуточным охлаждением.
Основные типы зерносушилок:
- Шахтные сушилки: Зерно загружается в верхнюю часть шахты и медленно опускается вниз под действием силы тяжести, проходя через сушильные камеры, где на него воздействует нагретый воздух (теплоноситель). После сушки зерно охлаждается в специальных колонках.
- Барабанные сушилки: Зерно сушится во вращающемся барабане, через который продувается теплоноситель. Процесс также завершается этапом охлаждения.
Производительность современных сушилок варьируется от 8 до 16 тонн зерна в час, что позволяет эффективно обрабатывать большие объемы урожая.