Уборочные работы следует проводить ритмично и быстро. Спелое зерно в поле не всегда бывает сухим, особенно это касается позднеспелых культур. К тому же даже сухое зерно часто поступает на обмолот вместе с влажными частями вегетативной массы культурных растений и сорняков. Указанные обстоятельства существенно снижают эффективность обмолота. Поэтому вполне закономерно, что, несмотря на использование современных зерноуборочных комбайнов, убранная зерновая масса имеет повышенную влажность и засоренность, низкую сыпучесть и пористость. А это – факторы, вызывающие ее самосогревание. Такую зерновую массу следует немедленно очистить и в случае необходимости подвергнуть сушке.
Даже при высоком уровне оснащения хозяйства новой уборочной техникой скорость и ритмичность жатвы существенно зависит от производительности послеуборочной очистки зерна. Задержка с его очисткой не только усиливает угрозу его порчи, но и приводит к простоям технологического автотранспорта и уборочной техники, а следовательно, к потерям урожая в поле.
Послеуборочная очистка зерна включает этапы предварительной и первичной очистки, которые при необходимости применяют в зависимости от текущей кондиции убранной зерновой массы и целей дальнейшего использования зерна. Предварительная очистка включает удаление грубых, крупных, мелких и легких примесей или некоторых из них в зависимости от потребности. Ее задача – быстрое удаление влажных примесей, что обеспечивает временное хранение зерна перед сушкой и вступление в состояние сыпучести, которая нужна для выполнения этой операции. Кроме того, в рамках предварительной обработки проводят очистку сухой, но очень засоренной зерновой массы с содержанием примесей более 10%. Такая предварительная очистка предназначена для повышения сыпучести зерна, что дает возможность эффективной его реализации уже после этапа первичной очистки. В свою очередь, задачей первичной очистки является доведение содержания примесей в зерне до уровня, соответствующего требованиям государственных стандартов или других требований по его поставке и представляет собой удаление легких, крупных и мелких примесей. На данном этапе очистке подлежит сухое зерно с содержанием сорной примеси в пределах 3–10%.
Различают потоковую и периодическую технологию послеуборочной обработки зерна. Периодическая технология применяется исключительно в аграрных предприятиях с использованием отдельных, часто самоходных машин, работающих на открытых и закрытых площадках. Данная технология характеризуется значительными затратами ручного труда, потерями зерна и снижением его качества. Современный уровень урожайности и использования новейших зерноуборочных комбайнов обеспечивают значительный дневной объем намолота зерна и высокие темпы жатвы в условиях аграрных предприятий. Поэтому, наряду с перечисленными недостатками, периодическая технология очень малоэффективна, даже для хозяйств с небольшим объемом посевных площадей. По нашему убеждению, применение периодической технологии послеуборочной очистки зерна возможно при использовании во время уборки не более одного современного зерноуборочного комбайна.
Потоковая технология лишена недостатков, присущих периодической. В советское время такую технологию реализовывали на агрегатах типа ЗАВ и комплексах типа КЗС, но их серийное производство прекращено с 1991 года. Поэтому все сохраненные вышеперечисленные агрегаты морально устарели, работают за пределами полного физического износа даже строительных конструкций и требуют замены. Кроме этого, в современных условиях такие агрегаты характеризуются низкой производительностью и технологической эффективностью. По указанным причинам темпы уборки в хозяйствах сдерживаются, а зерно в результате многократного вынужденного пропуска через транспортные механизмы и машины агрегатов ЗАВ и комплексов КЗС портится, даже происходит травмирование посевного материала. В некоторых хозяйствах пытаются применить так называемую двухэтапную технологию, когда предварительную обработку зерновой массы проводят в период уборки, а дальнейшую очистку – в послеуборочный период. При этом якобы наблюдается экономия на стоимости и обслуживании машин меньшей производительности и повышение их срока загрузки. Однако такая организация работы требует затраты дополнительных трудовых ресурсов, а вынужденное перегрузки зерна цепями транспортных механизмов приводит к его травмированию и потерям. По-настоящему современные агрегаты и комплексы для текущей переработки зерна в хозяйствах – большая редкость.
С учетом указанных проблем в аграрных предприятиях послеуборочную обработку зерна все больше берутся выполнять элеваторы, которые являются составляющей звена аграрных предприятий или функционируют как отдельные предприятия. До недавнего времени послеуборочная очистка зерна не была задачей, которую необходимо решать на элеваторах. Поэтому даже сейчас у специалистов – проектировщиков элеваторов не всегда есть понимание тонкостей послеуборочной очистки, которое позволило выбрать эффективные технологические решения и технику для ее реализации. Среди действующих элеваторов мало таких, которые отвечают требованиям эффективной послеуборочной обработки из-за того, что во время их проектирования не было предусмотрено решения этой задачи. Особенно проблемной является переработка подсолнечника, сои, рапса и кукурузы – культур, которые составляют наибольшие объемы в работе элеваторов. Таким образом, технология и оборудование для послеуборочной обработки зерна является одной из основных составляющих, которая влияет на эффективность производства зерна в целом. Вместе с тем, именно эта составляющая сегодня в срочном порядке требует научной аргументации и проверенных практикой технических решений.
При выборе оборудования для послеуборочной очистки зерна для рационального использования строительного объема и площади предпочтение следует отдавать агрегатированным машинам, которые представляют собой ситовые и воздушные сепараторы, объединенные в одну конструкцию.
Для предварительной очистки нужно использовать ситовые сепараторы барабанного типа, поскольку только эти машины способны перерабатывать зерно любого вида, любой влажности и засоренности. Зерновая масса, поступающая в барабан сепаратора, принудительно вращается на внутренней его поверхности и перемешивается лопастями, что позволяет создать необходимые условия для ее просеивания и движения через машину. В основном ситовой барабан разделен по его длине на несколько секций, что позволяет устанавливать соответствующие сита в каждой секции для реализации той или иной схемы очистки.
Указанная конструкция дает возможность дифференцированно распределить полезную площадь сит для разделения крупных и мелких примесей или задействовать всю полезную площадь для отделения только мелких или только крупных примесей. Такая возможность особенно важна для предварительной очистки зерна перед сушкой, когда нужно удалить опасный вид примесей с максимальной производительностью. Естественное распределение зерна в барабане позволяет полезно использовать только третью часть общей его ситовой площади, поэтому барабанные сепараторы отличаются повышенными габаритами. Однако эти сепараторы являются тихоходными машинами, которые не генерируют динамических нагрузок, поэтому их можно устанавливать на большинство имеющихся строительных конструкций без их усиления или на разные временные сооружения.
В сепараторах с плоскими ситами влажное и сильно засоренное зерно характеризуется пониженной сыпучестью, под действием колебаний машины не всегда приобретает движение, что обеспечивает устойчивое его просеивание через сита и перемещения через машину. В таком случае внутренние полости сепараторов с плоскими ситами полностью забиваются, а их работа прекращается. Поэтому эти машины могут быть эффективно использованы для обработки сухого и не сильно засоренного зерна, то есть на этапе первичной очистки.
Чаще всего сепараторы с плоскими ситами состоят из одного или нескольких ярусов сит. Каждый ярус сит содержит верхнее (сортировочное) и нижнее (подсевное) сито. Зерно подается параллельно на сортировочное сито каждого яруса, и сходом из него выводятся крупные примеси. Проход сортировочного сита направлен на сито подсевное, сходом с которого получают очищенное зерно, а проходом – мелкие примеси. Указанная схема очистки неизменна для сепараторов такого типа. Оперативной замене подлежат только сита в соответствии с нужной формой и размерами их отверстий. Однако почти вся площадь ситовой поверхности таких сепараторов – полезная. Кроме того, конструкция сепараторов с плоскими ситами способствует созданию машин со значительными площадями ситовой поверхности. Поэтому сепараторы с плоскими ситами целесообразно использовать для тщательной очистки больших объемов зерна, прошедшего предыдущие операции очистки и сушки.
На этапах предварительного и первичной очистки обязательно следует предусматривать отбор легких примесей в пневмосепаратор. Принцип действия большинства пневмосепараторов реализуется путем продувки падающего потока зерна восходящим потоком воздуха. На этапе предварительной очистки пневмосепаратор должен быть установлен перед ситовым сепаратором, поскольку отбор легких, но влажных примесей способствует дальнейшему улучшению просеивания зерновой массы на ситах. На этапе первичной очистки, учитывая эффективность отбора легких примесей, полезно реализовать двойную очистку в пневмосепараторе, поэтому эти машины устанавливают как перед ситовым сепаратором, так и за ним.
По способу использования воздуха пневмосепараторы могут быть замкнутого или разомкнутого типа. В машинах разомкнутого типа отработанный воздух выбрасывается в атмосферу. Для этого они дополнительно оснащены воздуховодами, вентиляторами, циклонами или фильтрами значительной производительности и больших габаритов, расположенных за пределами пневмосепараторов. Такие решения, конечно, требуют увеличения строительных объемов и площадей для размещения дополнительного оборудования и предусматривают значительные выбросы отработанного воздуха, что снижает экологические показатели таких предприятий. В машинах замкнутого типа воздух движется под действием встроенного вентилятора и после очистки в осадочной камере машины снова возвращается в рабочую зону, а отдельные легкие примеси выводятся наружу отдельным потоком. Закономерно, что использование воздушных сепараторов замкнутого типа является более целесообразным решением.
При выборе сепараторов по показателям производительности следует иметь в виду, что производители этих машин в техпаспорте в основном указывают так называемую номинальную производительность, которая соответствует фактической производительности машины за работы с относительно сухим и чистым зерном, что свойственно для этапа первичной очистки. Однако, как показывает практика, при увеличении содержания примесей на каждые 5% и повышении влажности на каждый процент производительность машин для очистки зерна снижается примерно на 2%. Таким образом, номинальная производительность машин на этапе предварительной очистки должна в 1,5-2 раза превышать производительность машин этапа первичной очистки. В свою очередь, производительность машин для очистки связана с эффективностью их работы. С увеличением производительности эффективность очистки снижается. Следует отметить, что в режимах послеуборочной очистки зерна эффективность работы большинства ситовых сепараторов и самого пневмосепаратора находится в пределах 40-60% относительно отделения примесей, которые можно удалить соответствующим способом! Меньшие значения эффективности характерны для этапа предварительной очистки, большие – для этапа первичной очистки. При необходимости повышения эффективности очистки можно достичь снижением производительности этого процесса.
Из вышеизложенного следует, что для эффективной работы элеватора на этапах послеуборочной обработки цепочка технологической линии его технологической рабочей структуры должна иметь завальную яму, пневмосепаратор, ситовой сепаратор барабанного типа, бункеры для сырого зерна с активной вентиляцией, сушилку, бункеры для сухого зерна, ситовой сепаратор с плоскими ситами, пневмосепаратор и транспортные механизмы, включая системы подачи зерна на длительное хранение. В традиционном понимании назначения работы скальператора его установка в начале технологической линии не обязательна. Отделение грубых примесей (частиц корнеплодов, камней, кирпича, древесины, обломков норийных ковшей и т.д.) успешно выполняет ситовой сепаратор барабанного типа, который выводит их вместе с потоком крупных примесей.
В аграрных предприятиях потоковая технология послеуборочной обработки может быть реализована по примеру ЗАВ или КЗС с разной степенью развитости структуры, где сито-воздушный сепаратор с ситовым сепаратором барабанного типа будет единственной машиной, которую используют для поочередной обработки зерна в режиме или первичной очистки.
В небольших аграрных предприятиях потоковую технологию послеуборочной очистки можно наладить без сооружений по примеру ЗАВ или КЗС – путем использования ситовоздушного сепаратора с ситовым сепаратором барабанного типа. В таком случае сепаратор устанавливают на складе, в ангаре или под навесом на временной площадке высотой 1,5-2 м, оснащают завальной ямой любой конструкции, норией подачи зерна на сепаратор и норией его подачи в помещение склада или на сушилку фермерского типа. Вспомогательные операции перемещения зерна и отходов производится с помощью погрузчика типа Manitou и автотранспорта.
Наконец следует отметить, что послеуборочная обработка связана с необходимостью очистки зерна различных видов, а зерновая масса может иметь самую разнообразную засоренность всевозможными примесями. Поэтому для эффективной очистки ситовые сепараторы должны быть укомплектованы достаточно большим количеством различных сит для каждой культуры, а пневмосепаратор – предусматривать регулирование в широком диапазоне рабочих режимов. Подбор сит, настройки режимов работы ситовых сепараторов и пневмосепаратора по каждой производственной ситуации должен проводить квалифицированный специалист, который прошел соответствующее обучение.
А. Верещинский, д-р технических наук, генеральный директор ООО «ОЛИС», Одесса
Журнал «Пропозиція», №2, 2019 р.
Источник: www.propozitsiya.com
