Способы разделения зерновой смеси

Можно выделить следующие способы разделения зерновой смеси: по размерам, по аэродинамическим свойствам, по шероховатости поверхности, по плотности, по окраске поверхности и другие.

Разделение семян по размерам. Большинство зерен имеет продолговатую форму, которая определяется тремя размерами: длиной, шириной и толщиной. Длина – это наибольший, а толщина – наименьший размеры.

По своим размерам семена каждой культуры отличаются между собой, что позволяет в конечном итоге разделять их на фракции и очищать от засорителей. У пшеницы небольшое отличие между шириной и толщиной, у льна между длиной и шириной, у гороха и проса все три размера одинаковы.

По толщине зерновую смесь разделяют на плоских решетах с продолговатыми отверстиями. При этом длина зерна меньше длины отверстия (рис. 14.1 б).

По ширине зерновую смесь разделяют на решетах с круглыми отверстиями (рис. 14.1 в).

По длине зерновую смесь разделяют на триерах, вращающихся стальных цилиндрах с ячейками внутри (рис. 14.1 г, д). Триерный цилиндр состоит из обечайки (цилиндра с ячейками внутри) 1, розетки, лотка 2 и транспортного шнека 3, который расположен внутри лотка, вращается и выводит семена по днищу желоба. Зерновая смесь подается внутрь цилиндра. Ячейки на внутренней поверхности цилиндра подобраны таких размеров, что в них полностью помещаются мелкие и короткие зерна, а длинные только частично. При вращении цилиндра раньше из ячеек выпадают длинные зерна, а короткие выпадают позже. В результате короткие зерна попадают в приемный желоб, из которого шнеком выводятся отдельным потоком.

Триерный цилиндр для выделения коротких примесей (кукольный) снабжен мелкими ячейками, а для выделения длинных примесей (овсюжный) – крупными.

В кукольном цилиндре мелкие примеси поднимаются выше и попадают в желоб, а семена основной культуры перемещаются по дну цилиндра к выходу. В овсюжном в желоб попадают семена основной культуры, а по дну цилиндра сходят длинные примеси.

Частота вращения триерного цилиндра должна быть такой, чтобы все зерна выпадали из ячеек, т.е. чтобы сила тяжести зерна была больше центробежной силы. Частота вращения примерно равна 35…50 мин^-1.

Триерные цилиндры выпускают с ячейками диаметром 6,3; 8,5 и 11,2 мм для сортирования зерновых культур и диаметром 1,8; 2,8, 3,5 и 4,5 мм для выделения мелких семян.

Разделение семян по аэродинамическим свойствам. На тело, находящееся в вертикальном воздушном потоке, действует сила тяжести G и сила сопротивления воздушному потоку F (рис. 14.2). Если G>F, то тело падает. При G<F тело движется вверх. Если G=F, то тело находится во взвешенном состоянии, – оно неподвижно относительно стенок канала.

Если форма зерна неправильная (отличается от шара), то зерно, поворачиваясь в воздушном потоке, будет витать в канале (то подни-

 

 

 

Рис. 14.1. Разделение семян по размерам:

а – размеры семян; б – разделение семян по толщине; в – разделение семян по ширине; г, д – соответственно кукольный и овсюжный триерные цилиндры для разделения семян по длине; 1 – цилиндр с ячейками; 2 – желоб; 3 – шнек.

маться, то опускаться), так как при этом изменяется площадь поверхности зерна, на которую воздействует воздушный поток, - т.е. тело будет находиться во взвешенном состоянии.

Скорость вертикального воздушного потока, при которой тело находится во взвешенном состоянии, называется скоростью витания, или критической скоростью данного тела. Скорость витания определяют на парусном классификаторе или в аэродинамической трубе.

Если скорости витания семян и примесей различны, то зерновую смесь можно разделить воздушным потоком, т.е. по аэродинамическим свойствам. Скорость витания семян пшеницы 8…12 м/с, овса 8…9 м/с, гороха – 15…17 м/с. Зерновую смесь разделяют по аэродинамическим свойствам с помощью пневмосепараторов или аспирационных систем, встроенных в зерноочистительные машины. Иногда применяют пневмогравитационные сепараторы с наклонным или вертикальным воздушным потоком (рис. 14.3), где скорость воздушного потока меньше критической скорости зерна, но больше критической скорости примесей. В результате примеси уносятся воздушным потоком и оседают в отдельных отстойниках.

Разделение семян по состоянию и форме поверхности. Семена могут быть гладкие, шероховатые, пористые, бугорчатые, покрыты пленками, пушком и т.д.

По форме семена бывают удлиненные, плоские, трехгранные, шарообразные.

Основной принцип разделения зерновой смеси по состоянию и форме поверхности заключается в том, что коэффициент трения при движении таких семян по наклонной поверхности различен. В результате для разделения семян созданы устройства, имеющие наклонные фрикционные поверхности: раскатные горки, винтовые сепараторы, фрикционные триеры.

Гладкие зерна лучше перемещаются по наклонной поверхности, чем шероховатые; шарообразная форма семян способствует их перемещению, а плоская препятствует. На этом принципе основана работа раскатной горки (рис. 14.4). Обычно в качестве раскатной горки применяют наклонное шероховатое полотно транспортера, движущееся равномерно вверх. Если на поверхность раскатной горки подавать зерновую смесь, то частицы с малым коэффициентом трения, слабо сцепляющиеся с поверхностью транспортера раскатной горки,

 

 

 

Рис.14.2. Схема к определению скорости витания:

1 – вертикальный воздушный канал; 2 – зерно (тело, помещенное в вертикальный воздушный канал).

 

 

Рис. 14.3. Схемы пневмогравитационных сепараторов:

а – с наклонным воздушным потоком; б – с вертикальным воздушным потоком и центробежным вентилятором; в – с диаметральным вентилятором

скатятся вниз, а частицы, сцепляющиеся с полотном, уносятся полотном вверх.

Используют также способность семян с шероховатой поверхностью удерживать порошок тонкого помола. Для этого семена смешивают с порошком, содержащим железо и мел. Полученную смесь направляют на вращающийся барабан, внутри которого установлен неподвижный электромагнит. Гладкие семена быстро скатываются с барабана, а шероховатые притягиваются к его поверхности на участке действия электромагнитного поля, а затем уходят отдельным потоком. По этому принципу работают электромагнитные семяочистительные машины типа СМЩ-0,4, отделяющие семена клевера от повилики или семена льна от плевела.

Длинные и круглые семена, например, вику и овес, можно разделить на горке-змейке. При этом длинные зерна овса остаются все время на винтовой поверхности и сходят с нижнего витка в лоток. Круглые зерна вики движутся быстрее, скатываются к наружному краю винтовой поверхности и падают за ее пределы. Такое разделение можно также осуществить на овсюжном триере.

Семена сорняков трехгранной формы выделяют на решетах с треугольными отверстиями.

Для разделения семян по цвету используют фотоэлементы. При этом светлые тона возбуждают в фотоэлементе электрический ток, который в конечном итоге открывает соответствующий клапан на пути движения семян. Таким образом семена фасоли разделяют на светлые и темные.

По плотности семена разделяют в жидкостных средах (сепараторах) и на пневмосортировальных столах. При разделении в жидкости ее плотность подбирают таким путем, чтобы относительно легкие семена всплывали, а тяжелые опускались на дно сосуда. При разделении на пневмосортировальном столе под действием колебания и воздушной струи слой зерна на столах «псевдосжижается»: тяжелые частицы опускаются вниз, легкие всплывают.