Обойтись без примесей: обзор машин для очистки зерна
Текст: В. Я. Гольтяпин, канд. техн. наук, ФГБНУ «Росинформагротех»
Перед тем как попасть на стол потребителя в виде хлебобулочных изделий или других товаров отрасли, зерно подвергается множеству операций. Одним из важных мероприятий на этом пути является очистка сырья от посторонних компонентов, которую следует производить с наименьшими потерями основной культуры.
После предварительной очистки, считающейся вспомогательным этапом, зерновой материал проходит первичную обработку. Ее основная задача заключается в максимальном удалении из сырья ненужных легких, крупных и мелких примесей в целях доведения зерна до базисных кондиций и семян — до норм первого или второго класса стандарта. При этом некоторые трудноотделимые элементы могут удаляться при последующей операции. Для обеспечения наиболее качественного технологического процесса следует подобрать надежное оборудование, причем некоторые устройства способны обеспечить осуществление сразу двух этапов.
ОСНОВНОЙ ВЫХОД
Первичной очистке подвергается сырье влажностью до 18% с содержанием до 10% примесей при обработке зерна и до 6% отходов — для семян. При прохождении процедуры материал разделяется не менее чем на три фракции: очищенное зерно, зерновые и сорные элементы. Выход основного сырья должен быть не менее 97%, семян — 95%. Дробление может достигать не более 0,1% от всей массы собранной культуры.
Выпуском оборудования для выполнения рассматриваемой стадии обработки зерна занимается большое количество отечественных компаний. Например, стационарный очиститель вороха ОВС-25С от завода «Воронежсельмаш» предназначен для первичной очистки колосовых, крупяных, зернобобовых, кукурузы, сорго и подсолнечника от примесей в составе профильных агрегатов. Главные рабочие органы машины, к числу которых относятся приемная камера, воздухоочистительная часть, решетные станы и шнек фуражных отходов, смонтированы на раме. Сырье подается норией в распределительный шнек питающего устройства, укладывающего его по ширине камеры. Распределитель делит материал на две равные части и направляет его в воздушные каналы. Поток через вентилятор уносит легкие примеси в централизованную воздушную систему агрегата, а более крупные элементы улавливает отстойная камера. Зерно, прошедшее обработку воздухом и разделенное на две половины, попадает на верхний и нижний станы, где процесс очистки одинаков: в первом отделе отсеиваются крупные компоненты, а во втором — мелкий сор и брак. Чистое зерно попадает в задний приемник и шнеком подается в нижнюю головку передаточного транспортера. Станы колеблются в противоположные стороны, благодаря чему уравновешиваются инерционные силы, возникающие при работе. Под решетами установлены щетки, которые плотно прилегают к ним и при возвратно-поступательном движении очищают их, выдавливая зерна, застрявшие в отверстиях.
В ДВУХ ПЛОСКОСТЯХ
Машина для первичной очистки ЗВС-20М от этого же производителя предназначена для работы в составе технологического оборудования зерноочистительных агрегатов, комплексов и специальных линий. Операция осуществляется воздушным потоком и решетами. Устройство выделяет из колосовых, крупяных, зернобобовых культур, кукурузы, подсолнечника и сорго крупные, мелкие и легкие примеси. Основными действующими органами являются воздушная часть с приемной и осадочной камерами, а также с вентилятором, решетный отдел с механизмом очистки решет, сварная рама и приводные агрегаты.
Процесс очистки осуществляется определенным образом. Материал поступает в приемник питающего устройства, оттуда шнеком распределяется по ширине воздушной камеры, где из общей массы выбираются легкие компоненты и щуплые зерна культуры, которые поднимаются потоком, осаждаются в отстойной камере и через специальный приемник выводятся наружу. После воздушной очистки сырье, распределенное на две равные части, поступает на верхний и нижний решетные станы, действующие параллельно. В каждом из них имеются две плоскости решет, где происходит основная часть первичной очистки, причем на первой поверхности отделяются крупные элементы, превышающие размер ячейки, а на второй — удаляются колотое зерно и мелкие примеси, проходящие сквозь отверстия. Таким образом получается чистый продукт, сходящий с нижней решетной плоскости каждого стана. Все фракции лотками выводятся в приемники семян, размещенные сзади каждого стана, а подсев — специальными течками в сторону. Предусмотрен щеточный механизм очистки решет, что важно при сильной засоренности исходного сырья.
НА РЕШЕТНОМ СТАНЕ
Компания «Агротек» поставляет машину МОЗ-50 собственной разработки. Она предназначена для первичной очистки вороха колосовых, крупяных и зернобобовых культур, кукурузы, сорго и подсолнечника от легких, крупных и мелких сорных примесей, отделяемых воздушным потоком и решетами. Основные особенности машины: три параллельно работающих яруса решет с шариковой очисткой, простая и надежная конструкция привода решетного стана, канатные подвесы, современный дебалансный механизм. Для решет предусмотрены пружинные прижимы, а также быстрая и удобная замена кассет. Помимо этого, имеется мощная система аспирации с собственным дополнительным решетом для отбора крупных фракций.
Машины первичной очистки зерна МЗС-25, МЗС-10, МЗС-5 от ЗАО «Техника-Сервис» приспособлены для обработки вороха зерновых, бобовых, крупяных и масличных культур с доведением их до продовольственных кондиций. В оборудование материал поступает через загрузочный бункер и далее по скатной доске верхнего стана, аспирируясь верхним каналом воздушной части, переходит на решето. Отверстия на нем подобраны таким образом, что крупные примеси идут сходом и выводятся из процесса, а зерновая масса по днищу верхнего стана подается на верхнее решето нижнего стана. Его ячейки позволяют оставшимся крупным компонентам двигаться сходом по решету наружу, а основному сырью — в нижний отдел. Он обеспечивает перемещение чистого продукта во второй аспирационный канал, где он повторно очищается от легких фракций и поступает в бункер чистого зерна. Просыпавшаяся через решето мелкая примесь по днищу выводится из процедуры и поступает в бункер отходов.
ДВОЙНАЯ АСПИРАЦИЯ
Более универсальными и достаточно востребованными являются устройства, обеспечивающие предварительную и первичную очистку. Многие российские компании разрабатывают и производят подобное оборудование. Так, зерноочистительная самопередвижная машина МЗ-10С от ЗАО «Техника-Сервис» предназначена для подобной обработки поступающего с поля вороха колосовых, крупяных, зернобобовых культур, кукурузы, сорго и подсолнечника от примесей на зернотоках. Может быть использована для погрузки и перелопачивания сырья в ворохах шириной не более 4,5 м. Устройство оборудовано шнековыми транспортерами для подачи и выгрузки продукта, при этом на агрегате применена двойная аспирация — на входе зернового материала и выходе чистого сырья. Конструкция решетных станов предполагает размещение одного данного рабочего органа на верхнем уровне и двух — на нижнем, что позволяет отбирать сразу четыре фракции: крупную сорную примесь, основную массу, фураж и мелкий сор. Привод станов осуществляется от коленчатого вала, а его опорами служат корпуса со сферическими подшипниками, что снижает вибрацию и износ. Зерновой бункер дает возможность равномерно распределять материал по поверхности решета, а датчики уровня, которыми он оснащен, обеспечивают работу агрегата в автоматическом режиме, то есть при заполнении емкости подача отключается, а при опустошении — включается.
При движении машины вдоль вороха шнековые питатели захватывают массу и подводят ее к подъемной трубе загрузчика, который осуществляет передачу в загрузочный бункер. Питающее устройство распределяет зерно по скатной доске верхнего стана, где, пройдя аспирационный канал, исходный материал попадает на решето. Воздушный поток уносит легкие примеси в пневмотранспортер и выводит их. Отверстия решета подобраны таким образом, что крупные элементы идут сходом по нему и удаляются, а зерновое сырье по скатной доске верхнего стана перемещается на верхнее решето нижнего, откуда чистый продукт движется через аспирационный канал в нижнюю часть отгрузочного транспортера. Он убирает зерно из процесса и поворотным носком либо направляет его в кузов автомашины, либо образует чистый ворох. Легкие компоненты, выделенные аспирационным каналом чистого зерна, пневмотранспортер относит в сторону. Ячейки второго решета нижнего стана делят оставшийся материал на две фракции: фураж, перемещающийся сходом со второго решета, и подсев, который со скатной доски нижнего решета выбрасывается из агрегата.
ВДОЛЬ ВОРОХА
Для работы на открытых токах с целью предварительной и первичной очистки зернового сырья широко используются самопередвижные очистители, например машины ОВС-25М от ООО «Воронежсельмаш», ОВС-25 производства ООО «Завод “Агротек”» и ООО «Воронежская агротехника». Они имеют аналогичное устройство и схему выполнения технологического процесса и могут быть использованы для перелопачивания зерна в буртах шириной не более 4,5 м.
Очиститель ОВС-25 состоит из рамы с ходом, механизма самопередвижения, транспортера отгрузочного и загрузочного с двумя Т-образно расположенными скребковыми питателями, воздушной части, решетных станов и шнека фуражных отходов. При движении машины вдоль вороха питатели захватывают материал и подводят к подъемной трубе загрузчика, который передает его в распределительный шнек питающего устройства, размещающего зерно по ширине камеры. Этот рабочий орган делит сырье на две равные части и направляет его в воздушные каналы, после чего поток через вентилятор и пылеотделитель уносит легкие примеси в пневмотранспортер, а более крупные компоненты улавливаются отстойной камерой. Продукт, прошедший обработку воздухом и разделенный пополам, направляется на верхний и нижний станы с аналогичным процессом очистки. Так, первое решето делит поступившее на него зерно на две фракции, примерно равные по массе, но различные по содержанию. Отверстия подобраны таким образом, что часть семян с мелкими примесями проходит через решето, а доля с крупными элементами идет сходом на второй инструмент. Данная дифференциация повышает производительность машины, поскольку оба механизма работают параллельно. Следующие решета выделяют подсев, щуплое, битое зерно из материала, перемещенного через первые органы. Сход крупных компонентов с первого решета и сырье, прошедшее через остальные, поступают в шнек фуражных отходов, а чистое зерно попадает в задний приемник, откуда шнеком подается в нижнюю головку отгрузчика. Данный транспортер выводит очищенный продукт из устройства и поворотным носком либо направляет его в кузов автомашины, либо формирует ворох зерна. Легкие примеси, выделенные воздушной очисткой, пневмотранспортер относит в сторону. Отходы, то есть подсев, щуплое, битое зерно, крупные компоненты, выделенные решетной очисткой, элементы из отстойной камеры, шнек выводит и складывает в ворох фуражных отходов.
В РАЗНОМ ИСПОЛНЕНИИ
Машина ОВСН-25 производства ООО «Завод Автотехнологий» предназначена для предварительной и первичной очистки поступающего с поля материала колосовых, крупяных, зернобобовых культур, кукурузы, сорго, подсолнечника и семян рапса от примесей. Устройство предлагается в двух вариантах: стационарном и передвижном. При перемещении последнего типа агрегата вдоль вороха скребковые питатели захватывают и подводят сырье к подъемной трубе загрузчика, который передает его в распределительный шнек питающего устройства, размещающего зерно по ширине камеры. Распределитель делит материал на две равные части и направляет его в воздушные каналы. Поток через вентилятор пылеотделителя уносит легкие примеси в пневмотранспортер, а более крупные компоненты улавливает отстойная камера. Продукт, прошедший очистку воздухом и разделенный пополам, попадает на верхний и нижний станы одинаковой конструкции. Сход крупных элементов поступает в шнек фуражных отходов, чистого зерна — в задний приемник, откуда оно шнеком подается в нижнюю головку отгрузчика. Данный транспортер выводит семя в кузов автомашины или формирует ворох. Легкие примеси, выделенные воздушной очисткой, пневмотранспортер относит в сторону. Отходы после решетной обработки, то есть подсев, щуплое, битое зерно, крупные составляющие, а также элементы из отстойной камеры, шнек выводит и складывает в ворох фуражных остатков. Очистка зерна на стационарной машине происходит аналогичным образом.
ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Стационарная воздушно-решетная машина МПЗ-50 от ФГУП «ПКБ НИИСХ Северо-Востока» способна осуществлять предварительную и первичную очистку поступающего с поля зернового вороха колосовых, крупяных, зернобобовых, кукурузы, сорго, рапса, подсолнечника и семян многолетних трав от примесей. Устройство устанавливается в технологических линиях ЗАВ-20, ЗАВ-25, ЗАВ-40 вместо моделей ЗД-10.000, ОВС-25, МПО-50 и других. Оборудование состоит из воздушной системы и решетной части, имеющих собственные рамы и механизмы привода. Первый отсек включает аспирационную систему, пылеуловитель и приемную камеру, где расположены специальный валик и загрузочно-распределительное устройство с загрузочной горловиной, шнеком и днищем с поджимным клапаном. Аспирационная схема составлена из пневмосепарационных каналов предварительной и основной очистки с устройством ввода материала, диаметрального вентилятора осадочной камеры и дроссельных заслонок. Решетная часть агрегата предусматривает два стана, механизм щеточной обработки, эксцентриковый колебатель и их приводы. Решетные рамки вставляются в станы с боковых сторон. Очистка производится четырьмя рамками со щетками, механизмом их поджатия, тяговыми цепями и приводом. У рамочных очистителей последний элемент выполнен в виде рычажно-зубчато-реечной конструкции. Для равномерного распределения материала по ширине регулируется усилие поджатия клапана загрузочно-распределительного сектора. Регулировка скорости и расхода воздуха в пневмосортирующих каналах осуществляется дроссельными заслонками.
Стационарная машина МПО-30Р «Велес» этого же производителя предназначена для предварительной и первичной очистки поступающего с поля зернового вороха колосовых, крупяных, зернобобовых культур, кукурузы, сорго, подсолнечника и используется в тех же технологических линиях, что и МПЗ-50. Воздушно-решетная обработка нижней решетной плоскости осуществляется щетками, верхней — скребковым транспортером. Устройство оснащено вентилятором радиального типа.
МНОГОЗАДАЧНЫЕ АГРЕГАТЫ
Универсальные зерноочистительные машины УЗМ-30/15C и УЗМ-5/10 от АО «Кузембетьевский РМЗ» разработаны для выполнения нескольких процессов. Так, они могут осуществлять предварительную очистку вороха зерновых, колосовых, зернобобовых, крупяных культур и кукурузы от легких, крупных и мелких сорных компонентов, отделимых воздушным потоком и решетами для лучшего сохранения зерна, подготовки его к сушке и активному вентилированию, а также повышения эффективности последующей обработки. Кроме того, с помощью этих агрегатов можно проводить первичную очистку указанных культур от легких, крупных и мелких сорной и зерновой примесей для доведения их содержания в заготавливаемом продукте до базисных кондиций. Устройства также применяются на зерне, подвергшемся предварительной очистке, но характеризующемся повышенной концентрацией всех видов сорных элементов, отделимых воздушным потоком и решетами, в целях сбережения и увеличения эффективности последующей обработки.
Операция на ворохе осуществляется методом аспирации и на ситах. С помощью воздуха отделяются легкие примеси и пыль, мелкие компоненты просыпаются через сита, а крупные — отбираются при выходе из барабана. Поступление зерна в приемный бункер машины происходит через загрузочный патрубок. При помощи рассекателя регулируется разделение потока и осуществляется распределение зерна в бункер. Попадая между задающим валом и клапаном, сырье образует ровный поток, причем равномерность этой завесы контролируется через противовесы. Сквозь нее посредством вентилятора нагнетается воздух, который очищает материал от легких элементов и пыли. Подобные фракции поднимаются по аспирационному каналу и попадают в камеру отделения, скорость потока уменьшается, а примеси, упавшие на дно, выводятся шнеком. Пыль удаляется вентилятором в воздуховод. Разряжение, а значит и скорость воздушного потока в камере, определяется клапаном. Продукт попадает во вращающийся барабан, и происходит очистка на решетах. Мелкие отходы и битое зерно просыпаются через решета, крупные части проходят через весь барабан и направляются в последний патрубок. Для очистки решет от застрявших в них семян предусмотрены щетки, установленные на тыльной стороне сит. Во время работы они проталкивают зерна внутрь барабана, вращаемого мотор-редуктором со скоростью 10–25 мин–1. Его наклон изменяется при помощи специального устройства, при этом угол у решетного цилиндра варьирует от 1,5 до 5º.
ОПТИМАЛЬНЫЙ НАБОР
Очиститель вороха БЦР-6 от компании «Техноград» представляет собой машину барабанного типа с цилиндрическим решетом, предназначенную для двух видов обработки зернового сырья различных культур. Во время предварительной очистки перед сушкой отделяется основная масса от крупных и мелких примесей, а в ходе первичной операции продукт делится на мертвые отходы, семена и фураж. Влажный материал в такой машине поступает сначала на аспирационную обработку, где воздухом отбираются легкие компоненты, а затем подается внутрь на мелкое решето, после чего размер ячеек увеличивается при движении по барабану. В свою очередь он разбит на шесть секций, каждая из которых имеет собственный размер отверстий — от 1,5 до 5–7 мм. Выходящие с решет фракции в зависимости от параметров могут быть направлены в отходы, на семена или фураж, для чего расположены перекидные лотки. Из каждого решета выходит определенная категория семян. Под ними установлен шнек, собирающий мелкие и крупные отходы с разных концов агрегата в одну воронку. Подобные машины обладают производительностью 15 и 20 т/ч. Отсутствие вибрации и оптимальный набор решет позволяют устанавливать эти агрегаты непосредственно на накопительный бункер зерносушилки, при этом они не нуждаются в усиленной площадке. Их преимущество также заключается в возможности работы без смены решет на разных зерновых культурах в режиме очистки. Кроме того, устройство выдает минимальное количество поврежденного зерна за счет тихоходного вращающегося барабана.
Таким образом, сегодня сельхозпроизводителям доступно большое количество разнообразных машин, предназначенных как для отдельной первичной, так и для предварительной и первичной очисток зерна, причем комплексы представлены в двух видах: стационарном и передвижном. Выбор должен быть обусловлен целями, задачами и возможностями аграрного предприятия, а также характеристиками и особенностями обрабатываемого сырья.
