Очистка и обработка зерна и семян - это центральный момент в аграрном производстве после уборки урожая. Этот важный процесс является основой для создания таких продуктов, как мука, крупы и комбикорма.
Зерно, извлеченное прямо с полей, неизбежно смешивается с различными примесями. Большая часть этих примесей, включая растительные остатки, землю, насекомых, семена сорняков и др., попадает в урожай во время его уборки. В процессе транспортировки и погрузки в смесь могут случайно попасть камни, песок, металлические и пластиковые предметы. Для оценки качества зерна используется его степень чистоты - если количество примесей превышает допустимый предел, зерно подвергается процедуре очистки.
Разнообразные примеси в зерновом сырье классифицируются по трем основным категориям:
- Зерновые примеси - здесь мы имеем дело с зернами основной культуры, которые либо проросли, либо повреждены, либо не достигли нужной степени зрелости. Зерна, на которых видны следы активности грызунов или насекомых, также подлежат отсеиванию.
- Сорные примеси - земляные клочки, обломки растительности, частицы кварца, семена внешних растений. Они обычно встречаются среди ценного зерна и не являются желательными, но и не представляют непосредственной опасности.
- Вредные примеси - более опасные по своей природе. Это включает семена растений, таких как горчак и куколь, способные расти в виде сорняков на зерновых полях. Важно отметить, что эти семена не только мешают нормальному росту культур, но также могут вызвать серьезные проблемы со здоровьем, если они попадают в корма для животных или пищу для людей. Поэтому, важность их обнаружения и устранения на этапе очистки не может быть переоценена.
Примеси подразделяются на две категории по критерию сложности извлечения: простые для удаления и сложные. Для извлечения легко удаляемых примесей обычно достаточно применения воздушного потока и сит. Однако более сложные примеси требуют использования специализированного оборудования для их полного исключения. Законодательно установленные нормы и стандарты регулируют количество примесей, которое может присутствовать в зерне. Очистка зерна значительно продлевает срок его годности, уменьшает влажность, устраняет наличие микроорганизмов, и, как следствие, значительно повышает качество конечного продукта.
Процесс очистки зерна
Основной этап обработки зерна начинается уже на поле при использовании специализированного комбайна, способного отделить зерна от лишних частиц, таких как трава, полова и поврежденные зерна.
Однако, в идеальных условиях, поле должно быть безупречно чистым для уборки урожая, что довольно редко встречается в реальности. В большинстве случаев, очистка зерна требуется уже после сбора урожая с использованием специальных машин.
Предварительная очистка зернового вороха
Если собранный урожай не соответствует стандартам и содержит большое количество примесей и влаги, он подвергается первичной (грубой) очистке. Этот процесс призван повысить качество сельскохозяйственных культур, облегчить их дальнейшую обработку и подготовить к просушиванию и хранению.
Даже после грубой обработки, зерно может содержать некоторое количество примесей, но это упрощает его перемещение и снижает риск самовозгорания.
Воздушно-ситовые машины помогают избавиться от различных загрязнений, воздушная обработка эффективна для легких примесей, а сита используются для отделения тяжелых частиц.
Этап первичной очистки зерна
Процесс основной очистки зерна осуществляется при помощи специальных устройств, где аэродинамические и ситовые системы играют ключевую роль. При этом влажность зерна не должна превышать уровень в 18%. Зерна разделяются по своим аэродинамическим свойствам и размерам с использованием соответствующих машин.
Дополнительная сортировка происходит с помощью триера, что минимизирует потери зерна - они не должны составлять более полутора процентов в процессе очистки. Эта стадия позволяет уменьшить содержание примесей до уровня от одного до трех процентов.
После завершения предварительной и основной очистки, около половины первоначального объема зерновой смеси остается. Эта смесь затем классифицируется на четыре группы: высококачественное зерно, кормовое зерно (с более низким качеством), крупные отходы и легкие отходы. Потери качественного зерна в этом процессе обычно не превышают полутора процентов.
Вторичная очистка
Семена подвергаются процедуре, известной как "вторичная очистка", для того чтобы достигнуть требуемых стандартов качества первого и второго классов. Это процесс детализированной обработки, в котором семенной материал проходит через сложные аэродинамические и ситовые системы. В результате семена делятся на главную часть и дополнительные категории, включая крупные и мелкие примеси.
Важно отметить, что процесс вторичной очистки сформирован так, чтобы минимизировать потери семян до максимальных 1%. Машины, подобные СВУ, используются на этом этапе, функционируя на трех уровнях для тщательной обработки. Пройдя через этот процесс, семена удовлетворяют критериям первого и второго классов для семян.
Специальные способы очистки
В некоторых ситуациях стандартные подходы к очистке могут быть недостаточны. Это в особенности касается случаев, когда нужно отделить так называемые "двойники" – семена и примеси с аналогичными характеристиками, которые сложно разделить обычными методами. Это могут быть определенные виды сорняков, недозревшие или уже проросшие семена, зерна головни, которые внешне могут напоминать качественное зерно по плотности, размерам и аэродинамическим параметрам.
Для эффективного отделения "двойников" используются специализированные аэродинамические и решетные машины. Эти устройства используют современные технологии и методы, позволяющие точнее и качественнее выполнять процесс очистки.
Условия сепарирования, виды сепараторов
В отношении общих условий и типов сепараторов, зерновой продукт обычно сортируется на четыре ключевые категории: крупное зерно высшего качества (используется для пищевых или семенных целей), мелкое зерно (второго сорта, подходящее для кормления животных), крупные примеси и мелкие отходы. Важно отметить, что каждая из этих групп имеет свое предназначение, и выбор подходящего сепаратора зависит от специфических задач и условий очистки.
Машины, выполняющие этот процесс, называются сепараторами, и их можно классифицировать как простые и сложные:
- Простые сепараторы разделяют продукт на две категории, основываясь на одном критерии, с использованием таких элементов, как сито, воздушный канал и триер.
- Сложные сепараторы состоят из нескольких простых устройств и могут разделять продукт на множество категорий, учитывая различные критерии. Обработка может происходить одновременно или постепенно. Один из наиболее популярных примеров таких сложных сепараторов - аппарат ЗАВ.
Сепарирование пневматическими установками
При борьбе с примесями, которые сложно отделить стандартными методами, в игру вступают пневматические установки. Они работают на основе плотности зерновых культур, что обычно отличает их от семян сорняков. Пневматические сортировочные столы в этом случае служат основным инструментом.
Эффективность работы пневматического оборудования во многом зависит от скорости воздушного потока внутри него. Но и другие элементы, например, параметры деки, также оказывают заметное влияние на работу этого оборудования. Важными параметрами здесь являются частота и амплитуда колебаний, угол наклона и расположение разделителей на стороне выгрузки. Обычно оптимальная частота колебаний для достижения наилучших результатов очистки составляет от 450 до 550 в минуту.
К тому же, различные зерна и сорные растения часто имеют разный уровень трения на различных поверхностях. Это можно использовать для отделения зерна низкого качества от основной массы, а также для группировки высококачественных зерен разных форм.
Разделение осуществляется на подвижных и статических наклонных поверхностях, выполненных из материалов с разной степенью трения. К такому оборудованию могут относиться устройства типа винтовой горки или "змейки", которые способны отделять семена с похожими характеристиками, но различной формой. Примером может служить разделение гороха и овса, где горох обычно имеет круглую форму, а овес - более продолговатую.
