Завдання післязбирального обробітку зерна, агротехнічні вимоги та принципи очищення і сортування зерна

Зерно сортують в залежності від призначення: для сівби, помелу, переробки на крупи. Насіння доброї якості дає вищий урожай, кращу схожість і стійкість проти несприятливих кліматичних і ґрунтових умов, хвороб і шкідників.

Очищене та відсортоване зерно має відповідати встановленим стандартам: вологість продовольчого зерна не повинна перевищувати 16 – 19 %, засміченість домішками для пшениці та жита – 5 %, для інших зернових – 8 %, рису – 10 %, вміст зернових домішок при цьому – не більше 15 %. Зерно мусить мати нормальний запах і колір, зараженість амбарними шкідниками не допускається.

Сортова чистота насіння зернових культур І і II класу має становити 98 – 99 %, схожість – 90 – 95 % (для твердої пшениці II класу – не менше 87 %), кількість обрушеного насіння – 0,5 – 1 %, вологість насіння – 14 – 17 %.

Для поділу зернових сумішей на фракції використовують різні фізико-механічні властивості окремих видів насіння і домішок, що входять в оброблювану суміш: відмінності в розмірах, аеродинамічних властивостях, стані поверхні, формі та питомій вазі.

Поділ насіння за розмірами. Будь-яка насінина має довжину , ширину і товщину . За своїми розмірами насіння кожної культури значно відрізняється між собою. На цій властивості ґрунтується принцип сортування зерна за фракціями та очищення його від домішок.

На решетах зерно розділяють за товщиною і шириною, відокремлюють від зерна крупні та дрібні домішки (рис. 1). Решета виготовляють у вигляді металічних листів з отворами однакового розміру (продовгуватими, круглими, трикутними).

Рис. 1. Поділ насіння на решетах:

а – основні розміри насіння; б і в – поділ насіння за товщиною і шириною; 1, 2, 3 – насінина проходить крізь отвір; 4 – насінина не проходить крізь отвір.

Поділ насіння за товщиною. Через довгастий отвір може пройти тільки зерно, товщина якого менша від ширини щілини отвору. Довжина зерна при цьому не має значення, бо вона завжди менша від довжини довгастого отвору. Ширина зерна завжди більша від товщини, бо якщо зерно не проходить через довгастий отвір за товщиною, то тим більше воно не пройде за шириною. Отже, поділ насіння за товщиною можливий тільки на решетах з довгастими отворами.

Поділ насіння за шириною. Крізь круглий отвір насіння зможе пройти лише в тому випадку, коли його ширина менша від діаметра отвору. Довжина і ширина не перешкоджають проходу насіння крізь круглий отвір. Отже, поділ насіння за шириною можливий лише на решетах із круглими отворами. Усі решета мають свій номер, вибитий на торці. Номер полотна відповідає робочому розміру його отвору, помноженому на 10.

Довгасті отвори роблять у 2 – 3 рази довшими від зерен. Отвори на решеті розміщують так, щоб їх довжина і напрямок руху зерен збігалися.

Решета з довгастими отворами застосовують частіше, ніж із круглими, бо площа отворів у них більша, а значить і працюють вони ефективніше. Крім того, решета з довгастими отворами частіше використовують для сортування насіння, бо, як показали досліди, найбільшу залежність між масою і геометричними розмірами визначають за товщиною насіння.

Поділ насіння за довжиною здійснюють за допомогою циліндричних трієрів – стальних циліндрів (рис. 2), що обертаються, на внутрішній поверхні яких є комірки. Циліндр встановлюють під невеликим кутом до горизонту. Всередині нього розміщений жолоб (2). При обертанні циліндра комірки захоплюють тільки те насіння, довжина якого менша від діаметра комірок. На певній висоті насіння під дією власної ваги випадає з комірок і потрапляє в жолоб (2), з якого назовні його виносить шнек (3). Довше насіння, що не вміщується в комірках або не утримується в них до того, поки вони не піднімуться вище від приймальної кромки жолоба, виходить з циліндра.

Рис. 2. Схема технологічного процесу трієрних циліндрів:

а і б – відділення коротких і довгих домішок; 1 – циліндр з комірками; 2 – жолоб; 3 – шнек.

Високоякісний поділ короткого та довгого насіння можливий лише за умови, що приймальна кромка розміщується між зонами ковзання і випадання, а частота обертання не перевищує певної (критичної) величини. При перевищенні критичної частоти обертання довге насіння разом із коротким під дією відцентрової сили потрапляє в жолоб або, притиснуте до внутрішньої поверхні циліндра, обертається разом з ним. Поділу за довжиною у цьому разі немає.

Поділ насіння за аеродинамічними властивостями. Якщо зернова суміш потрапляє в повітряний потік, то її складові змінюють характер руху залежно від маси, розмірів, форми та властивостей поверхні. Для створення повітряного потоку застосовують відцентрові вентилятори. У боковинах вентилятора є вікна для засмоктування повітря. У простих зерноочисних машинах використовують напірний похилий повітряний потік (рис. 3, а). Повноцінне насіння, потрапляючи в такий потік, падає ближче, а легке і щупле – далі.

У складних зерноочисних машинах застосовують вертикальні канали зі всмоктувальним або напірним повітряним потоком. Вертикальний канал із повітряним потоком, що проходить через шар очищувальної маси, називають аспіратором (рис. 3, б).

Дедалі ширше застосовують на сучасних складних зерноочисних машинах діаметральні вентилятори (рис. 3, в), які мають багатолопатеве колесо барабанного типу. З торців колесо закрите кожухом. Лопаті криволінійної форми і відігнуті вперед за напрямком обертання колеса. По колу колеса лопаті утворюють решітку. Вхідне вікно розміщується напроти вихідного. Повітря засмоктується по всій довжині колеса, проходить двічі через решітку колеса і нагнітається через вихідне вікно в канал.

Рис. 3. Поділ насіння повітряним потоком:

а – напірний похилий потік; б – аспіратор з відцентровим вентилятором; в – аспіратор із діаметральним вентилятором;

1 – легкі домішки; 2 – зерно; 3 – ворох.

Діаметральні вентилятори створюють рівномірний повітряний потік по ширині та потребують невеликої частоти обертання, що, в свою чергу, зменшує вібрацію і шум під час роботи. Швидкість повітряного потоку в каналі регулює заслінка, щоб від зерна відокремлювались усі легкі домішки та спрямовувались в осадочну камеру. Площа осадочної камери більша за площу повітряного каналу і швидкість повітря в осадочній камері зменшується, що сприяє осіданню домішок, які потім виводять назовні.

Поділ насіння за станом і формою поверхні. У зерновій суміші окремі компоненти відрізняються за станом поверхні зерен, яка може бути гладенькою, шорсткуватою, з борозенками, вкритою плівкою, пушком тощо; за формою зерна – округлені, плоскі, неправильної форми. За цими властивостями насіння поділяють на полотняних гірках, змійках, електромагнітних насіннєочисних машинах у тих випадках, коли на решетах і трієрах, а також при використанні повітряного потоку, неможливо досягти бажаних результатів.

Поділ насіння за станом і формою поверхні (рис. 4, а) полягає в тому, що гладенькі зерна краще переміщуються по похилій площині, ніж шорсткі: округла їх форма сприяє переміщенню, а плоска – перешкоджає. За таким принципом працює полотняна гірка – безкінечне полотно, натягнуте на два паралельних валики.

Підбираючи певний кут нахилу гірки і швидкість руху полотна, досягають того, що гладеньке насіння вниз по полотну потрапляє в одну місткість (приймач гладенького насіння 1), а шорстке – вгору в іншу місткість (приймач шорсткого насіння 2). Так відокремлюють вівсюг від вівса, насіння бур’янів від уламків стебел і домішок. Із насіння конюшини та льону на бархатних гірках відділяють насіння волошки, плевели та інших бур’янів, що мають шорстку поверхню

Рис. 4. Поділ насіння за станом і формою поверхні:

а – полотняна гірка; б – електромагнітна насіннєочисна машина; в – гвинтова гірка-змійка;

1 – приймач гладенького насіння; 2 – приймач шорсткого насіння; 3 – електромагніт; І – гладеньке насіння; II – шорстке насіння; III – овес; IV – вика.

Ефективніше відокремлювати шорстке насіння бур’янів у електромагнітному полі. Для цього насіння конюшини чи льону старанно змішують із дрібнопомеленим порошком, до складу якого входять залізо і крейда. Шорстке насіння бур’янів добре окутується цим порошком, а до гладенької поверхні насіння конюшини чи льону порошок не прилипає. Одержану суміш спрямовують на латунний барабан (рис. 4, б), усередині якого встановлений електромагніт. Гладеньке насіння швидко сходить із барабана під час його обертання, а шорстке, вкрите порошком, притягується до поверхні барабана на ділянці дії електромагнітного поля, а потім потрапляє під барабан.

Різниця в стані поверхні та формі насіння дає змогу поділяти його на гвинтовій гірці-змійці (рис. 4, в). Так відокремлюють вику від вівса. Суміш круглих зерен вики і довгастих вівса самопливом переміщується по витках змійки. При цьому зерна вівса залишаються постійно на гвинтовій поверхні і сходяться ближче до центру змійки. Зерна вики розвивають більшу швидкість і під дією відцентрової сили віддаляються від центру змійки та скочуються за межі гвинтової поверхні. Вони потрапляють у витий кожух і виводяться назовні.

Деяке насіння бур’янів має трикутну форму і його можна відокремити від насіння іншої форми на решетах із трикутними отворами. Так можна відокремити від пшениці татарську гречку, щавель від тимофіївки тощо.

Поділ насіння за щільністю. Насіння різних культурних рослин і бур’янів має неоднакову щільність (масу 1 см³), тому його можна відокремлювати в рідинах, густину яких підбирають так, щоб легше насіння спливало, а важче – опускалось на дно посудини.

За щільністю насіння відділяють також на пневматичних сортувальних столах. Під дією коливань і повітряного струменя шар зерна на столі немовби закипає: важкі частинки опускаються вниз, легкі спливають.

Для поділу насіння за кольором використовують фотоелементи: світлі зерна збуджують у фотоелементі електричний струм, що відкриває клапани на їх шляху. Так поділяють насіння квасолі на біле і темне.