Задачи послеуборочной обработки зерна
Обновлено: 07.09.2024
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
ОГАПОУ Борисовский агромеханический техникум
Борисовка 2017 г.
Зерно - живой организм. Оно дышит, оно может болеть. На зерно многообразно влияет внешняя среда, у него есть вредители. Эти факторы при определенных условиях могут отрицательно воздействовать на зерно. Последствия, при непринятии мер, зачастую обнаруживаются поздно. Неблагоприятные изменения могут зайти так далеко, что зерно оказывается непригодным для использования по назначению. Предупредить такое развитие процесса позволяет система определенных мероприятий, получившая название послеуборочной обработки зерна. Послеуборочная обработка зерна направлена на приведение убранной с полей зерновой массы в стойкое, при хранении состояние при сохранении или улучшении качества принятого зерна.
Полный цикл послеуборочной обработки включает в себя:
- приемку зерна и формирование партий
- очистку от примесей
Работа с зерном должна базироваться на трех основных принципах:
- поточные методы обработки зерна
- полная механизация или автоматизация производственного процесса
Приемку и обработку зерна целесообразно проводить на поточных технологических линиях (ПТЛ) методом полного потока, т. е. не прерывая процесса вплоть до приведения зерна в стойкое при хранении состояние.
Организация послеуборочной обработки зерна должна обеспечивать своевременность выполнения всех этапов ее при возможно минимальных затратах средств и труда.
Рассмотрим типы и назначение поточных технологических линий.
Нормальная работа поточно-технологической линии предполагает:
- бесперебойную круглосуточную приемку зерна
- доведение зерна до заданных кондиций
- полную его количественную сохранность в процессе послеуборочной обработки и хранения
- формирование партий зерна по качеству в соответствии с целевым назначением.
Поточные технологические линии могут быть стационарными или составленными из передвижных и самоходных машин и механизмов. Они могут быть универсальными (для обработки нескольких культур) или специализированными (для обработки одной культуры).
Все они имеют следующую принципиальную технологическую схему:
- выгрузка зерна из автомобилей
- предварительная очистка зерна от вороха
- первая основная очистка
- сушка сырого и влажного зерна
- вторая основная очистка зерна
- очистка от трудноотделимых примесей, взвешивание
- размещение обработанного зерна в хранилищах
Количество операций может быть другим и устанавливается с учетом качества принимаемого зерна и его целевого назначения.
Пропускная способность поточных технологических линий определяется производительностью оборудования.
В большинстве случаев таким оборудованием являются зерносушилки или зерноочистительные машины, но могут быть и автомобилеразгрузчики, конвейеры и др.
Поточные технологические линии для послеуборочной обработки зерна подразделяют на зерноочистительные агрегаты, зерноочистительно-сушильные комплексы и специальные линии для обработки семенного зерна.
Зерноочистительные агрегаты предназначены для послеуборочной обработки зерна с влажностью 11%-16%.
Агрегаты выпускаются с разной производительностью, они имеют и разные технологические возможности.
В состав агрегата входят:
- бункеры для очищенного зерна и отходов
- вентилируемые бункеры для временного храпения зерна ожидающего обработки.
Технологическая схема агрегата включает несколько дополняющих друг друга зерноочистительных машин, объединенных транспортирующими машинами и механизмами.
Оборудование расположено на разных уровнях в целях обеспечения подачи очищенного зерна и отходов в бункеры и выгрузку из них.
В сельском хозяйстве широко распространены агрегаты ЗАВ-25, ЗАВ-50 и ЗАВ-100 (цифра указывает производительность агрегата в т/ч).
Из вышерассмотренных типов технологических линий, представляем технологический процесс послеуборочный обработки зерна на (рис.2.).
- завальная яма (накопительный бункер) предназначена для накопления и последующего перемещения самотеком зернового материала. Завальная яма поставляется в виде комплекта сварных углов, что обеспечивает более удобную транспортировку и более быструю сборку. Объем подаваемого зерна регулируется с помощью заслонки. При нахождении заслонки в закрытом положении завальная яма используется в качестве бункера временного хранения зерна. Завальная яма изготавливается из металлических элементов.
Очистка вороха от крупных и легких примесей Предварительная очистка
Очиститель вороха самопередвижной ОВС-25 предназначен для предварительной очистки вороха зерновых, зернобобовых, крупяных, масличных и технических культур от легких, крупных и мелких примесей на зернотоках и в закрытых помещениях. Также может быть использован для погрузки и перелопачивания зерна в бунтах шириной 2,0 до 4,5 м.
В результате выделим легкие 1% и крупные примеси 2%.
Зерноочистительная машина ЗВС-20
Воздушно-решетная машина предназначена для работы в составе зерноочистительных агрегатов ЗАВ-20 и зерноочистительно-сушильных комплексов КЗС-20Ш, КЗС-20Б.
Поступающий на послеуборочную обработку зерновой ворох представляет собой смесь полноценного, щуплого и поврежденного зерна (семян) основной культуры, семян различных культурных и сорных растений, а также органических (частицы растений, соломы и колосьев, полова) и минеральных (песок, комочки почвы и др.) примесей.
При послеуборочной обработке зерновая масса доводится до установленных кондиций по чистоте, при этом требования к чистоте зерна различного целевого назначения неодинаковы. Кроме этого, при послеуборочной обработке для повышения сохранности зерновую массу сушат до кондиционного состояния.
При очистке из зернового материала выделяют семена обрабатываемой культуры, а при сортировании его разделяют на фракции, различающиеся между собой по какому-нибудь признаку. К сортированию можно отнести и калибрование – разделение семян по размерам.
Следовательно, послеуборочная обработка зерна представляет собой комплекс взаимосвязанных и дополняющих друг друга технологических операций, при выполнении которых обеспечивается длительная сохранность и повышается качество зерна до такого уровня, при котором оно может быть применено на семенные, пищевые и кормовые цели.
Высокий технологический эффект послеуборочной обработки зерна достигается тогда, когда все операции выполняются своевременно и качественно.
Наибольшие потери качества происходят на первых этапах, когда зерно и семена хранятся не подготовленными к хранению, сильно поражаются микроорганизмами, подвергаются самосогреванию. Свежеубранная зерновая масса называется не зерном, а зерновым ворохом, так как эта масса очень разнообразна по своему составу. Здесь имеются кроме семян основной культуры семена сорняков различных растений, высокая влажность и содержатся различные микроорганизмы. Такая масса является физиологически активной. Её нельзя сохранить без потерь и использовать на продовольственные и семенные цели.
Основной путь предупреждения потерь качества зерна и семян в этот начальный период хранения – возможно быстрое завершения послеуборочной обработки на поточных линиях, внедрение активного вентилирования, как наиболее эффективного средства временной консервации для той части зерна, которая сразу не может быть просушена
Хранение – это один из важнейших этапов, определяющих качество семян при посеве. Оно может оказывать как положительное влияние, способствуя повышению всхожести в результате послеуборочного дозревания, так и отрицательное, приводя к снижению или полной утрате всхожести под действием различных факторов [1].
Задачи послеуборочной обработки семян и зерна. Технологическая схема послеуборочной обработки зерновых масс
Послеуборочная обработка зерна – это сложный комплекс взаимосвязанных технологических транспортных операций по приёмке, очистке, сушке и активному вентилированию зерна. В настоящее время широкое распространение получила обработка зерна в потоке. Она представляет собой систему операций, проводимых в определённой последовательности и выполняемых одна за другой. При этом можно совмещать самые разнообразные операции обработки зерна в зависимости от особенностей культуры, исходного качества, климатических условий, целевого назначения зерна и материально-технической базы предприятия.
Главные задачи при хранении и послеуборочной обработки зерна состоят в сохранении продукции без потерь в массе или с минимальными потерями; сохранение продукции без ухудшения качества, повышение качества зерновых продуктов и семенных фондов в период хранения, применяя соответствующие приёмы и режимы; сокращение затрат труда и средств на единицу массы продукции при наилучшем сохранении его количества и качества.
Поэтому, послеуборочная обработка зерна представляет собой комплекс взаимосвязанных и дополняющих друг друга технологических операций, в результате выполнения которых обеспечивается длительная сохранность зерна и повышается его качество до такого уровня, при котором оно может быть сразу или через некоторый период времени использовано на пищевые, фуражные или семенные цели. Послеуборочная обработка зерна обеспечивает высокий технологический эффект лишь тогда, когда все операции выполняются правильно и своевременно [2].
Технологическая схема послеуборочной обработки зерновых масс
1. Предварительная очистка.
2. Активное вентилирование (временная консервация).
4. Первичная очистка.
5. Вторичная очистка (сортирование).
Важнейшим процессом после приёмки зерна является предварительная очистка, которая создаёт условия для надёжного и экономичного проведения всех последующих процессов.
Задачей предварительной очистки является освобождение зерновых культур от примесей, вид и количество которых зависит от эффективности мер по защите растений при производстве зерна, от работы уборочной техники, технологии уборки, а также от организации транспортировки убранного урожая. При этом чаще всего встречаются примеси, состоящие из частиц соломы и половы, песка, комков земли, мелких камней, частиц метала и стекла.
Активное вентилирование – это принудительное продувание зерна воздухом без его перемещения. Его используют для сохранения количества и улучшения качества зерновой массы. Активное вентилирование позволяет быстро охладить и законсервировать влажное зерно и семена, высушить продукцию любой начальной влажности за один приём.
Но активное вентилирование целесообразно лишь тогда, когда расчётная равновесная влажность будет ниже исходной влажности зерна.
Задачами сушки является полное сохранение качества убранного урожая зерновых культур и предотвращение потерь зерна. Свежеубранное прямым комбайнированием зерно обычно имеет влажность выше 14 %, которая необходима для длительного хранения зерна. Влажность зерна выше 14 % усиливает жизнедеятельность микроорганизмов, повышает температуру, в результате чего возникаем опасность порчи. Из этого следует, что зерно нужно подвергать сушке непосредственно после уборки для предотвращения потерь. Сушка основывается на подаче тепла к зерну с целью испарения излишней влаги, содержание которой превышает 14 %. Это происходит, как правило, при помощи горячего воздуха, который нагревается либо с помощью теплообменника, либо напрямую путем смешивания с топочными газами. Горячий воздух является одновременно средством транспортировки испарившейся влаги.
Задачей первичной очистки является освобождение зерна от примесей оставшихся после предварительной очистки. При этом чаще всего встречаются примеси, состоящие из семян сорняков, семян других культурных растений, битого зерна основной культуры, поврежденного насекомыми и поврежденного грибковыми болезнями (плесень, головня, спорынья). В основном все машины первичной очистки разделяют ворох, поступивший после предварительной очистки на 4 фракции: крупные и лёгкие примеси, оставшиеся после предварительной очистки; мелкая примесь, идущая на фураж и чистый материал. Примеси, попадающие в продукты из зерна или в семена масличных культур, придают им неприятный запах, ухудшают их цвет, снижая тем самым качество конечной продукции. Первичную очистку следует проводить после сушки зерна, так как влажный материал плохо поддается очистке и в материале находится фураж, который тоже должен иметь кондиционную влажность необходимую для хранения.
Цель вторичной очистки заключается в делении материала на зерно продовольственное и семена. При вторичной очистке семян производится разделение зерна на фракции по величине, с целью закладки на семена только крупного полноценного зерна сортируемой культуры. Для вторичной обработки зерна чаще всего используются триерные блоки различной конструкции и производительности.
Сортирование – разделение семян основной культуры на фракции (сорта) по какому-нибудь признаку (размерам, плотности, скорости витания и т.д.). К сортированию можно отнести и калибрование – разделение семян по размерам [2].
Ворох зерновых культур, поступающий с поля от комбайнов на пункты послеуборочной обработки, представляет собой смесь полноценного, мелкого, щуплого и поврежденного зерна основной культуры, семян различных культурных и сорных растений, а также примесей органического (стебли, колоски, соцветия и листья культурных растений и сорных трав) и минерального (песок, комочки почвы, камушки и т.п.) происхождения. Мелкие, щуплые и поврежденные зерна основной культуры, а также зерна других культурных растений в зерновом ворохе составляют зерновую примесь, а остальные - сорную примесь. Засоренность зернового вороха сорными и зерновыми примесями во многом зависит от почвенно-климатических условий, уровня агротехники, спелости хлебов, а также от качества работы зерноуборочных комбайнов. Поэтому степень и характер засоренности свежеубранного зерна в различных природно-климатических зонах, в пределах одной зоны, даже в одних и тех же хозяйствах, но на различных полях и в разные годы значительно колеблются. При этом содержание семян основной культуры в ворохе составляет 85…98%, а засоренность достигает 1…25%.
В зерновом ворохе при прямом комбайнировании, которое начинают при средней влажности зерна 17…18%, содержится значительное количество зерен с влажностью 24…27%. Особенно велика влажность мелких, щуплых и дробленых зерен основной культуры, семян и соцветий сорных растений, а зеленые части растений практически содержат 50…80% воды. Поэтому в насыпи неочищенного вороха основное зерно заметно увлажняется. Более влажные компоненты зернового вороха энергично дышат, вследствие чего создаются благоприятные условия для развития плесневых грибов, бактерий, насекомых. В результате размножения в зерновой насыпи микрофлоры образуется тепло, которое повышает температуру зерновой массы. В свою очередь, повышение температуры зерновой массы усиливает интенсивность ее дыхания. В таких условиях в зерновом ворохе начинает происходить саморегулирующийся процесс повышения температуры (самосогревание). Предельная температура, которую достигает зерновая масса при самосогревании, составляет 55…65ºС. Процесс самосогревания скоротечен, и температурный максимум может быть достигнут в течение 2…4 суток, практически завершающийся полной утратой семенных, продовольственных, кормовых и технических качеств зерна.
В связи с этим зерновой ворох, доставленный от комбайнов, необходимо:
- сразу же очистить от посторонних примесей. Даже кратковременная задержка с очисткой вороха снижает качество зерна и увеличивает в последующем объем работы. Содержание сорных примесей для пшеницы и ржи допускается не более 5%, для прочих зерновых - 8%, для риса - 10%, а содержание зерновых примесей не более 15%;
- осуществить сушку. Влажность продовольственного зерна не должна превышать 16…19%;
- зерно должно иметь нормальный запах и цвет, зараженность амбарными вредителями не допускается.
Сортовая чистота семян зерновых культур I и II классов должна быть 98…99%, всхожесть - 90…95% (для твердой пшеницы II класса - не меньше 87%), количество обрушенных семян - 0,5…1%, влажность семян - 14…17%.
2. Основные способы разделения зерновых смесей
Способы очистки и соответствующие сепарирующие органы машин подбирают в соответствии и учетом физико-механических свойств семян, сорных растений и примесей. Применяются следующие способы.
1. Разделение семян по линейным размерам. Любое семя неправильной формы имеет длину l, ширину b, толщину δ
Разделение зерна по толщине осуществляют на решетах с продолговатыми отверстиями.
Разделение зерна по ширине осуществляют на решетах с круглыми отверстиями.
Разделение зерна по длине осуществляют при помощи цилиндрического триера (вращающегося цилиндра с ячейками внутри)
2. Разделение зерновой смеси воздушным потоком. Основано на различии в массе и аэродинамических свойствах семян и примесей.
На тело, помещенное в вертикальном воздушном потоке (канале), действуют сила тяжести G и сила сопротивления воздушному потоку R. Если G > R, то тело падает. При R> G тело движется вверх. Если G = R, тело находится во взвешенном состоянии, оно неподвижно относительно стенок канала. Скорость вертикального воздушного потока, при которой тело находится во взвешенном состоянии, называют скоростью витания , или критической скоростью данного тела.
Смесь зерна можно разделить воздушным потоком только в том случае, если критические скорости семян и примесей различны. Значение можно определять по формуле
где g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;
Kn - коэффициент парусности, c-1.
4. Разделение семян состоянию поверхности (гладкая, шероховатая, покрыты пушком). Семена смешивают с порошком, содержащим железо и удерживающимся на шероховатой поверхности семян, и пропускают через электромагнитную очистительную машину, магнитный барабан которой притягивает порошок и вместе с ним шероховатые семена.
5. Разделение семян по форме (длинные, шарообразные, трехгранные). Поэтому коэффициент трения при движении таких семян по наклонной поверхности различен. С учетом этого созданы для разделения семян устройства, имеющие наклонные фрикционные поверхности: горки, винтовые сепараторы, фрикционные триеры.
6. Разделение семян по упругим свойствам. Разделение происходит на отражательной поверхности.
7. Разделение семян по цвету (темный-светлый). Используют фотоэлемент: светлые зерна возбуждают в фотоэлементе электрический ток, открывающий клапаны на их пути.
3. Классификация и система зерноочистительных машин
Зерноочистительные машины, предназначенные для очистки и сортирования зерна и семян, классифицируются:
Послеуборочная обработка включает комплекс последовательных операций, в результате которых улучшаются многие качественные показатели семян. Выделение примесей изменяет компонентный состав зерновой массы, ее физические свойства, т.е. в конечном счете послеуборочная подготовка зерна позволяет уменьшить потери и увеличить экономический эффект от производства продукции.
Задачи послеуборочной обработки зерна заключаются в:
► Привести зерновую массу в стойкое для хранения состояние. Свежеубранная зерновая масса в процессе послеуборочной обработки должна быть доведена до требований стандарта по чистоте для семенного зерна и до требований базисных норм для зерна продовольственного назначения;
► послеуборочная обработка зерна должна проводиться своевременно, с минимальными затратами и обеспечивать получение высококачественного материала;
► приведение зерновой массы в стойкое для хранения состояние за счет уменьшения влажности.
Задачи поставленные в области послеуборочной обработки и хранения зерновых масс показывает, что организация их сохранности весьма многогранна. Наличие хороших хранилищ должно сопровождаться современной технологией, обеспечивающей соответствующую подготовку продукции перед закладкой на хранение. Для повышения стойкости зерновых масс при хранении применяются следующие технологические приемы:
► очистка партии зерна и семян от различных примесей;
► сушка зерновых масс со снижением их влажности до пределов, обеспечивающих надежное хранение и возможность использования зерна;
► охлаждение зерновых масс для создания благоприятных температур и режимов хранения. Это достигают, применяя систему транспортных механизмов и зерноочистительных машин, установок для активного вентилирования;
► предварительная дератизация и дезинсекция зернохранилищ, перед закладкой продукции на хранение и т.д.
Технологическая схема послеуборочной обработки зерновых масс:
1. поток зерна от комбайна в кузове транспортного средства поступает на взвешивание;
2. отбор проб на анализ в соответствии с правилами ГОСТа. Результаты заносятся в журнал лаборантом;
3. разгрузка и временное хранение;
4. предварительная очистка;
5. временное хранение в ожидании сушки;
7. первичная очистка;
8. вторичная очистка.
Предварительная очистка проводится с целью увеличения стойкости зерна и обеспечения высокой эффективности последующей обработки. Она должна осуществляться незамедлительно при задержки с очисткой на 3-4 часа семена увлажняются на 1-2%.
Временное хранение- в завальных ямах, бункерах. Зерно может храниться 1-2 часа. Если сушилка занята, то есть 2 выхода: активное вентилирование- это интенсивное продувание неподвижной насыпи зерна холодным и подогретым воздухом нагнетаемым вентилятором. Прием не является обязательным, он применяется в зависимости от влажности поступающей зерновой массы; перемещение зернового вороха после предварительной очистки из одного бункера активного вентилирования в другое.
Сушка - обязательный процесс послеуборочной обработки, самая строгая технологическая операция. Задача – удалить избыточную влагу и довести зерно до сухого состояния.
Первичная очистка – предназначена для разделения зерна, прошедшего сушку на фракции: крупные семена мелкие семена, легкие примеси, мелкие и крупные примеси, продовольственное зерно, фуражное зерно. Машины первичной очистки разделяют зерно на фракции по длине, толщине, ширине, а также по удельному весу, аэродинамическим свойствам, поверхности и т.д.
Вторичная очистка (сортировка) - эта операция проводится с целью доведения зернового материала до требований первого и второго класса по чистоте. Сортированию подвергают только семенное и продовольственное зерно. Потери семян допускают не более 1 %, в том числе аспирационные отходы и крупные примеси не более 0,5 %.
Читайте также: