Физические свойства зерновой массы. контрольная работа. сельское хозяйство. 2011-10-26

Вторичная очистка зернового и семенного материала

Машины для произведения вторичной очистки применяются большей частью для обработки зернового материала, предназначенного для семенного использования, после прохождения им первичной очистки.

Вторичная очистка проводится с применением сложной техники. Воздушно-решетные машины выполняют разделение зернового материала на четыре основных фракции:

семенную;
зерновую второго сорта;
аспирационные относы и примеси частиц крупного размера;
примеси частиц мелкого размера.

Допустимая потеря семян, попадающих в удаляемые фракции примесей не должна составлять более 1 %.

Влажность зерна для вторичной очистки должна быть не более 18 %, чтобы обеспечить заданные показатели качества обработки.

2.8.1. Способы и технологии очистки и сортирования зерна

Разделение по аэродинамическим свойствам

Разделение смесей в воздушном потоке основано на различии аэродинамических свойств семян и примесей. При относительном движении в воздухе на тело воздействует сопротивление, которое зависит от формы, состояния поверхности, массы и расположения тела в воздушной среде. Совокупность свойств, определяющих способность частиц перемещаться под воздействием воздушного потока, называется аэродинамическими свойствами. Чем больше сопротивление воздуха испытывает частица, тем медленнее она движется и тем раньше упадет.

Для разделения по аэродинамическим свойствам применяется горизонтальный, наклонный или вертикальный нагнетательный или всасывающий воздушный поток, создаваемые вентилятором. Разделить воздушную смесь воздушным потоком можно только в том случае, если критические скорости семян и примесей различны.

Под критической скоростью, или скоростью витания, данного тела понимают скорость вертикального воздушного потока, при которой тело может находиться во взвешенном состоянии. Значение критической скорости можно определить по формуле

где g — ускорение свободного падения, м/с 2 ; К_п — коэффициент парусности, м -1 .

Так как К_п зависит от нескольких изменяющихся факторов, то значение v_Kp обычно определяют на парусном классификаторе или в аэродинамической трубе. Критическая скорость семян зерновых культур составляет: пшеницы — 9—12 м/с; овса — 8,1—9,1 м/с; гороха — 15,5—16,5 м/с; семян сорняков — 2—7 м/с.

Критическая скорость и коэффициент парусности для одного и того же тела неправильной формы не постоянны, так как зависят от площади, на которую действует поток воздуха. Площадь поперечного сечения тела зависит от его расположения относительно направления воздушного потока. Например, для зерна пшеницы площадь будет наименьшей, если продольная ось семени совпадает с направлением потока воздуха, и наибольшей, если продольная ось зерна перпендикулярна направлению потока.

Тела разделяют по аэродинамическим свойствам в пневмосепараторах или аспирационных системах, встроенных в зерноочистительные машины.

Первичная очистка зернового и семенного материала

Операция проводится после предварительной очистки и проведения сушки зернового вороха. В тех районах, где убранное зерно содержит невысокий процент влаги, послеуборочная обработка начинается с процесса первичной очистки. Целью операции является выделение как можно большего количества примесей при минимальной потере основного материала. Влажность поступающей на первичную очистку массы зерна не должна составлять более 18 % при содержании сорных примесей, не превышающем 8 %.

Машина для первичной очистки зерна выполняет функцию разделения основной массы зернового материала на фракции – фуражную и основную, состоящую из продовольственного и семенного зерна, при этом проводя очистку массы зерна от механических примесей.

Потеря основного зерна при проведении первичной очистки не должны составлять более 1,5 % от общей массы основной культуры в первоначально полученном зерновом материале. После обработки материал не должен содержать более 3 % примесей. Эффективность отделения частиц примесей мелкого и крупного размеров и веса должна составлять не менее 60 %.

Физико-механические свойства зерна, о которых нужно знать

Объемная масса. Сушильное оборудование, как правило, используют вместе с другими установками и машинами для послеуборочной обработки зернового урожая, а также резервными и компенсирующими зерновыми емкостями. В зерносушильных комплексах, как правило, используют емкости для влажного (буферного сырого хранения) с конусным дном. Линейки недорогих силосов для хранения зерна будут опубликованы позднее. Зерносушилки — в приоритете…

Для расчета производительности сушильного оборудования, вместимости приемных, резервных и компенсирующих емкостей необходимо знать объемную массу подлежащего обработке зернового материала, т.е. отношение массы материала к занимаемому ею объему. В литературе можно встретить различные названия этого показателя: плотность зерновой массы, натура, насыпная масса и др. Объемную массу (В) обычно выражают в килограммах или тоннах материала в 1 м 3 емкости. На величину объемной массы влияют форма, размеры и плотность отдельных зерен, а также состояние их поверхности. Если поверхность оболочки зерна шероховатая, то зерновая масса может иметь менее плотную укладку, чем при гладкой поверхности, а следовательно, и более низкую величину объемной массы. С изменением влажности зерна изменяется плотность укладки и зерновок, что оказывает влияние на объемную массу. Характер этого влияния у отдельных культур и даже сортов различен. Как правило, при снижении влажности зерна объемная масса повышается (у зерна пшеницы при снижении влажности с 30 до 15% объемная масса повышается на 12-15%). В таблице приведены данные по объемной массе предварительно очищенного зерна различных культур в диапазоне влажности материала 15-30%. Пределы колебания этого показателя обусловлены сортовыми особенностями и изменением влажности материала в указанном диапазоне. При расчете размеров емкостей для временного хранения зерна необходимо ориентироваться на данные по преобладающим культурам (наименьшую объемную массу имеют овес и подсолнечник, наибольшую — просо, клевер, горох).

Засоренность зернового вороха также оказывает существенное влияние на его объемную массу. При этом на величину объемной массы влияет не только количество примесей, но и их качественный состав. Крупные примеси могут способствовать разрыхлению зерновой массы, а мелкие — уплотнять ее (за счет заполнения межзернового пространства). Существенное значение имеют также влажность и плотность частиц примесей.

Сыпучесть. Важнейшим свойством зерновой массы является ее сыпучесть, которая характеризуется углом естественного откоса а и углом трения о различные поверхности. С понижением влажности зерновой массы уменьшается угол ее естественного откоса, т.е. угол между основанием и образующей конуса при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость. Зависимость величины угла естественного откоса от влажности зерновой массы различных культур иллюстрируется данными таблицы …

С повышением засоренности материала и плотности его укладки возрастает угол естественного откоса. Например, сильно засоренный зерновой ворох высокой влажности, уплотненный от встряхивания в кузове автомашины, может иметь угол естественного откоса 70-80 град.

Многие операции послеуборочной обработки зернового вороха предусматривают перемещение материала по различным поверхностям: по трубам и лоткам, транспортерной ленте и т.п

В связи с этим важно знать величины углов трения зерновой массы по различным поверхностям и их зависимость от влажности материала. Диапазоны изменения углов трения зерна в интервале влажности 15-35% составляют по металлическим поверхностям 22-35 град, по транспортерной ленте — 25-40

При монтаже транспортирующих устройств следует использовать данные по углам наклона самотечных труб и их сечениям.

* С учетом засоренности зернового вороха после предварительной очистки.

Сопротивление зернового слоя воздушному потоку. При подборе вентиляторов для сушки и вентилирования зерна необходимо знать величину аэродинамического сопротивления зернового слоя S. Эта величина зависит от толщины зернового слоя б, скорости движения воздуха через зерновую массу V и аэродинамических свойств зерновой массы. Coпротивление зернового слоя можно определить по формуле