|
|
Физические свойства шелушеных и
нешелушеных зерен. Шелушеные и нешелушеные зерна одной и той же культуры
отличаются многими признаками: размерами, плотностью, массой 1000 зерен,
скоростью витания и т. д. Различия в одних признаках могут быть достаточно
существенными, чтобы можно было их использовать для разделения смеси, другие
— недостаточно существенны ( XXI-1).
Методы крупоотделения. В соответствии с различиями в
отдельных признаках или их комплексе для разных культур применяют три
основных метода крупоотделения ( XXI-2).
Разделение смеси на ситах. Для разделения смеси на ситах
необходима сравнительно большая разница в размерах шелушеных и нешелушеных
зерен. Лишь у зерна гречихи эта разница достаточно велика, у зерна других
культур она сравнительно мала. Поэтому только для гречихи применяют разделение
смеси на ситах по размерам.
Под размерами зерна и ядра обычно понимают диаметр
описанной окружности вокруг наибольшего сечения. Этот размер соответствует
диаметру отверстий сита, на котором происходит сортирование смеси зерна и
ядра ( XXI-2).
Экспериментами установлено, что разница в размерах зерна и
ядра, полученного из этого зерна, не менее 0,5 мм. Например, если размер зерна 4 мм, то размер ядра из этого зерна 3,5 мм. Для разделения смеси, содержащей зерно размером 4 мм, можно применить сито, диаметр отверстий
которого меньше 4 мм и больше 3,5 мм, а именно 3,9...3,6 мм. В этом случае
сходом может быть получено все нешелушеное зерно, проходом— ядро. Однако
размер зерен гречихи от 3 до 5 мм, т.е. разница в размерах самих зерен,
превышает разницу в размерах нешелушеных зерен и их ядер.
Чтобы после шелушения можно было разделить смесь, разница
в размерах самих нешелушеных зерен должна быть менее 0,5 мм, т. е. меньше разницы в размерах зерна и его ядра. Это может быть достигнуто предварительным
делением нешелушеного зерна на фракции, в которых разность в размерах зерен
не должна превышать 0,2...0,3 мм.
Если разница в размерах зерен какой-либо фракции будет 0,2 мм, тогда самое мелкое нешелушеное зерно этой фракции будет крупнее самого крупного ядра,
полученного при шелушении зерна этой фракции. Например, при шелушении зерна
фракции 3,8...3,6 мм крупность ядра будет не более 3,3 мм (3,8—0,5). В этом случае размеры шелушеных и нешелушеных зерен не перекрывают друг друга, и
смесь становится разделимой ( XXI-3,б). Разделение шелушеных и нешелушеных
зерен возможно на ситах с размером отверстий от 3,6 до 3,3 мм.
Теоретически можно использовать сито с отверстиями 0 3,6 мм,, так как если зерно при сортировании на фракции не прошло через это сито, оно не должно
пройти и при последующем сепарировании. Однако в каждой фракции могут быть
зерна более мелкие, оставшиеся в ней в результате недосева. Наиболее
вероятно, что размер таких зерен приближается к размеру основных зерен во
фракции. Поэтому для лучшего отделения нешелушеных зерен и предотвращения их
попадания в ядро целесообразнее для разделения смеси применить сито с
размером отверстий на 0,2...0,3 мм меньше, чем то, сходом с которого получена
данная фракция.
Предварительно шелушеное зерно сортируют на шесть фракций
на ситах с отверстиями диаметром (мм): 4,5; 4,2; 4; 3,8; 3,6; 3,3. Чтобы
сократить до минимума попадание нешелушеных зерен в ядро, требуется
тщательное высевание каждой фракции (содержание более мелкого зерна должно
быть как можно меньшим).
Для предварительного разделения зерна на фракции применяют
рассевы А1-БРУ и крупосортировочные машины А1-БКГ.
Применение рассевов Al-БРУ, имеющих более высокую
эффективность и просеивающую поверхность, обеспечивает хорошее сепарирование,
повышает производительность заводов.
Разделение смеси в триерах. Для разделения смеси
шелушеных и нешелушеных зерен можно использовать их различие в длине. Такое
различие наиболее характерно для зерна овса и в меньшей степени для риса. У
овса различие в длине шелушеных и нешелушеных зерен в среднем составляет
3...4 мм и более. Длина ядра, как правило, не превышает 7...8 мм, поэтому
размер ячеек триеров выбирают 8...Э мм.
Так как различия в длине нешелушеных зерен довольно
значительны, на некоторых зарубежных предприятиях перед шелушением производят
разделение зерна на две-три фракции по длине в триерах. Тогда эффективность
отбора шелушеных зерен будет значительно выше, чем при сортировании смеси,
получаемой из нерассортированного зерна.
Разделение смеси в крупноотделительных машинах. К наиболее
широко распространенным крупоотделительным машинам относят падди- машины. Их
используют для сепарирования продуктов шелушения.риса и овса. Рабочими
органами машины являются расположенные в два- три яруса каналы с гладким
днищем и зигзагообразными стенками. Корпус машины, в котором расположены каналы,
совершает возвратно- поступательное движение в плоскости, перпендикулярной
направлению каналов.
Боковые стенки каналов образованы треугольными призмами с
перемычками, установленными так, что вершины треугольников обращены в сторону
верхнего схода. Каналы имеют небольшой уклон (0...60) в сторону нижнего
схода.
Продукт поступает в канал примерно в середине (несколько
ближе к верхнему сходу) и под действием колебаний делится на два потока. Один
поток (нешелушеные зерна) движется в сторону верхнего схода, другой
(шелушеные зерна) — в сторону нижнего схода.
Сущность работы падди-машины недостаточно точно
выяснена, хотя существуют гипотезы, объясняющие рабочий процесс в канале.
Согласно одной из гипотез, разделение смеси возможно
вследствие различия в упругих свойствах шелушеных и нешелушеных зерен.
Принято считать, что нешелушеные зерна более упруги, чем шелушеные. При
ударах о боковые стенки более упругие шелушеные зерна отражаются дальше и
попадают на более высокий выступ противоположной стенки и далее в сторону
верхнего схода. Менее упругие шелушеные зерна, не отражаясь столь далеко, не
попадают на этот выступ, и под действием продольного уклона канала движутся в
сторону нижнего схода ( XXI-5).
Согласно другой гипотезе, смесь разделяется вследствие
различия фрикционных свойств шелушеных и нешелушеных зерен, т. е.
коэффициентов трения частиц о стенки каналов. Сторонники этой гипотезы
считают, что нешелушеные зерна, обладающие меньшим коэффициентом трения о
стенки, при ударе не отражаются от последней, а движутся вдоль нее на
достаточно большом расстоянии, и при обратном движении канала попадают на
более высокий выступ противоположной стенки. Шелушеные зерна, имеющие больший
коэффициент трения, не могут подняться столь высоко, при обратном движении
канала не попадают на выступ противоположной стенки и под действием уклона
канала опускаются вниз ().
Следует отметить, что обе рассмотренные гипотезы не могут
точно описать рабочий процесс в канале. Коэффициент трения, например, шлифованных
зерен риса значительно ниже, чем нешелушеных зерен, и казалось бы, что они
должны в таком случае двигаться в верхний сход, а нешелушеные — в нижний.
Однако шлифованный рис движется вниз, а нешелушеные зерна — вверх, т. е.
шлифованные зерна, несмотря на более низкий коэффициент трения, движутся в
том же направлении, что и шелушеные.
Упругие свойства индивидуальных шелушеных и нешелушеных
зерен в значительной степени совпадают, но их массы не совпадают.
Сепарирование модельных смесей показывает, что различий в упругих свойствах
недостаточно. Так, модельная смесь, состоящая из шелушеных зерен риса и
нешелушеных зерен проса, практически неразделима, хотя различие в упругих
свойствах этих компонентов более значительно, чем, например, у шелушеного и
нешелушеного зерна риса.
Важное значение имеет самосортирование продуктов. В
реальных смесях в результате самосортирования всегда в верхних слоях
оказываются нешелушеные зерна. В модельной смеси разделения не происходит
потому, что нешелушеные зерна проса находятся в нижних слоях.
Таким образом, в падди-машинах могут быть разделены смеси,
более упругие компоненты которых в результате самосортирования оказываются в
верхних слоях.
Регулируют работу падди-машииы, изменяя угол наклона
каналов, амплитуду и частоту колебаний. Если в нижнем сходе оказывается много
нешелушеных зерен, необходимо либо уменьшить угол наклона, либо увеличить
амплитуду или частоту колебаний. Если в верхнем сходе окажется много
шелушеных зерен, снижают частоту колебаний или ампли- туду, увеличивают угол
наклона.
Падди-машины эффективно работают на продуктах шелушения
риса, менее эффективно на продуктах шелушения овса, недостаточно эффективно
при сепарировании продуктов переработки проса. В связи с этим на просозаводах
падди-машины не применяют, на овсозаводах применяют схему, включающую
последовательную установку нескольких машин для лучшего разделения.
Достоинством падди-машин считают их относительно высокую
технологическую эффективность, недостатками — невысокую производительность,
большие габариты, недостаточно надежную работу некоторых узлов.
Кроме падди-машин, в зарубежной практике используют машины
с плоскими ячеистыми сортирующими поверхностями. На крупозаводах нашей страны
испытан крупоотделитель Al-БКО, который удовлетворительно сепарирует продукты
шелушения риса, а также смеси шелушеных и нешелушеных зерен овса и гречихи (
XXI-7).
Принцип действия крупоотделителей основан на самосортировании
смеси шелушеных и нешелушеных зерен, движущейся на вибрирующей ячеистой
поверхности. Шелушеные зерна, опустившиеся в нижние слои, под действием
ячеистой поверхности перемещаются вверх и вследствие продольного уклона
смещаются в сторону выхода в верхней части боковой стенки. Нешелушеные зерна
скользят по нижним слоям, состоящим из шелушеных зерен, вниз. Кроме того, в
средней части боковой стенки выделяется смесь шелушеных и нешелушеных зерен,
которая может «быть возвращена на повторное сепарирование в этой же машине.
Крупоотделитель Al-БКО имеет удовлетворительную
технологическую эффективность, большую производительность, чем падди-маши-
на. Крупоотделитель имеет существенные недостатки: забиваемость ячеек мучкой,
что резко ухудшает эффективность машины, динамическую неуравновешенность.
На некоторых овсо- и рисозаводах используют так называемые
самотечные (самосортирующие) крупоотделители. Принцип их действия основан на
самосортировании смеси при ее движении по наклонной плоскости. В качестве
такой плоскости используют металлическое сито со сравнительно большими
размерами отверстий, через которые может просеиваться как шелушеное, так и
нешелушеное зерно. Так как в результате самосортирования смеси в нижних слоях
оказываются шелушеные зерна, то они в первую очередь и просеиваются.
Нешелушеные зерна, находящиеся в верхних слоях смеси, не успевают просеяться
и идут сходом с сита ( XXI-8). Если со стороны приемки продукта часть сита
закрыть плотной тканью (брезентом), то при движении по ткани продукт
предварительно самосортируется, количество нешелушеных зерен в проходе
снижается.
Изменяя длину закрытой части сита, можно регулировать
количество прохода и схода и их качество. При большей длине закрытой части
сита количество прохода уменьшается, но концентрация в нем нешелушеных зерен
снижается.
|