способ послеуборочной обработки семян фракционированием

Формула изобретения

Способ послеуборочной обработки семян фракционированием, включающий два этапа обработки, на первом из которых производят разделение зернового вороха на отходовую, фуражную и семенную фракции, а на втором этапе производят обработку фракций до требуемых семенных кондиций, отличающийся тем, что при разделении зерного вороха на первом этапе его подвергают обработке вначале на пневмоинерционном классификаторе при скорости воздушного потока меньше критической скорости зерна, а затем на решетном классификаторе с размерами отверстий решет, меньшими размеров зерна, для удаления из вороха засорителей в отходовую фракцию и биологически неполноценного зерна в фуражную фракцию, после чего оставшийся зерновой ворох подвергают лабораторной классификации по всхожести семян и на основе ее результатов определяют оптимальные параметры пневмоинерционного и решетного фракционирования для второго завершающего этапа обработки семян, во время которого проводят повторное пневмоинерционное фракционирование для выделения оставшейся части биологически неполноценного зерна, а затем решетное - для выделения из оставшегося зернового вороха фракции, отвечающей по лабораторной всхожести семян первому классу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к послеуборочной обработке зерна, а именно к фракционным технологиям. Может быть использовано при послеуборочной обработке семян сельскохозяйственных культур.

При послеуборочной обработке семян необходимо довести их до требуемых посевных кондиций как по чистоте, так и по лабораторной всхожести. По данным Госсеминспекции в последние годы в России высевают не более 20% семян со всхожестью, отвечающей 1 классу, тогда как в ведущих зернопроизводящих странах высевают их 90...95%.

Известен ряд способов разделения зернового вороха при послеуборочной обработке на разнокачественные фракции и раздельной очистки этих фракций с учетом содержащихся в них примесей с применением наименьшего количества рабочих органов и меньшей протяженности технологической линии.

Известно фракционирование вороха центробежно-пневматическим сепаратором агрегата ЗАВ-40 при сильной засоренности его овсюгом. При этом материал делится на три фракции: очищенное зерно, отходы и промежуточную фракцию, направляемую в триер. Это позволяет разгрузить триерные цилиндры, повысить тем самым эффективность всего процесса обработки.

В агрегате ЗАВ-25 машина ЗВС-20 делит материал на очищенное зерно, не требующее дальнейшей очистки, и примеси, содержащие некоторое количество ценного зерна, которые направляют в триер для извлечения зерна.

Наиболее близким по достигаемым результатам является фракционирование зернового вороха с использованием результатов его предшествующей лабораторной классификации по содержанию засорителей в машине первого этапа очистки на четыре фракции: первую фракцию выделяют с чистотой зерна, соответствующей 1 кл. семян (10%); вторую фракцию (20%), позволяющую после ее обработки на решетах и триерах получать на выходе по чистоте семена 2 класса; третью фракцию (20%), позволяющую после ее обработки на решетах и триерах получать на выходе по чистоте семена 3 класса; четвертую фракцию (50%), позволяющую после ее разделения на решетах на две фракции и последующей очистки их на триерах получать на выходе продовольственное (20%) и фуражное (30%) зерно (патент № 2001702, М. кл. В 07 В 4/00).

Преимуществом такого способа фракционирования зернового вороха является повышение производительности технологической линии и обработка каждой фракции по наиболее короткому пути.

Недостатком способа-прототипа является чрезмерное усложнение и удорожание технологической линии и, что самое главное, низкий уровень выхода семян 1 класса. Последнее объясняется тем, что режимы фракционирования выбирали по результатам лабораторной классификации зернового вороха по содержанию засорителей, хотя, как отмечено выше, семена чаще не соответствуют высоким посевным кондициям из-за низкой их лабораторной всхожести.

В принятой схеме фракционирования в первую фракцию выделяют самые крупные зерновки с чистотой, соответствующей 1 кл. семян. Однако самые крупные зерновки, как показали исследования, больше травмируются при уборке зерновых культур и нередко лабораторная всхожесть их при высоком исходном уровне травмирования зерна не соответствует 1 кл. семян.

Выделение фуражного зерна из четвертой фракции после очистки на решетах и триерах ведет к неоправданному усложнению технологической линии. Реализация такого способа фракционирования повышает затраты на послеуборочную обработку семян и не обеспечивает при данном исходном уровне травмирования зерна гарантированного получения возможного количества семян 1 класса.

Технический результат от использования изобретения - повышение выхода семян 1 класса при одновременном упрощении технологической линии.

Технический результат достигается тем, что в способе послеуборочной обработки семян фракционированием, включающем два этапа обработки, на первом из которых производят разделение зернового вороха на отходовую, фуражную и семенную фракции, а на втором этапе производят обработку фракций до требуемых семенных кондиций, при разделении зернового вороха на первом этапе его подвергают обработке вначале на пневмоинерционном классификаторе при скорости воздушного потока меньше критической скорости зерна, а затем на решетном классификаторе с размерами отверстий решет меньшими размеров зерна для удаления из вороха засорителей в отходовую фракцию и биологически неполноценного зерна в фуражную фракцию, после чего оставшийся зерновой ворох подвергают лабораторной классификации по всхожести и на основе ее результатов определяют оптимальные параметры пневмоинерционного и решетного фракционирования для второго завершающего этапа обработки семян, во время которого производят повторное пневмоинерционное фракционирование для выделения оставшейся части биологически неполноценного зерна, а затем решетное для выделения из оставшегося зернового вороха фракции, отвечающей по лабораторной всхожести семян первому классу.

Сущность заявленного способа заключается в том, что на первом этапе из зернового вороха удаляют компоненты, являющиеся благоприятной средой для быстрого развития микроорганизмов, которые поражают семена и ухудшают их посевные качества. К таким компонентам относятся засорители, прежде всего мелкие, и биологически неполноценное зерно с низкой плотностью и лабораторной всхожестью семян, которое более склонно к поражению микроорганизмами, чем полноценное.

Выделение засорителей и большей части биологически неполноценного зерна на первом этапе обработки уменьшает вероятность поражения оставшегося зернового вороха микроорганизмами. Первый этап обработки включает две стадии, сначала выделяют засорители (отходовая фракция), а затем щуплое, биологически неполноценное зерно (фуражная фракция).

Чтобы зерно не выделялось с засорителями на первой стадии, скорость воздушного потока V_в должна быть меньше критической скорости зерна V_кр, а размеры отверстий решета меньше размеров зерна. После выделения засорителей (на второй стадии) подаваемый зерновой ворох за счет повышения скорости его перемещения формируют в однослойный поток и подают в восходящий воздушный поток аспирационной системы, где за счет пневмоинерционного фракционирования выделяют большую часть биологически неполноценного зерна с низкой плотностью и лабораторной всхожестью семян в фуражную фракцию. Скорость ввода зернового потока в камеру сепарации V_п может быть сколь угодно большой, а следовательно, частица приобретает запас кинетической энергии для преодоления сопротивления воздуха. При этом скорость воздушного потока V _в может превышать критическую скорость компонентов вороха V_кр, т.е. V_в/V_кр>1. Увеличивая скорость воздуха и скорость подачи вороха в камеру сепарации, способствуют интенсификации процесса разделения зернового вороха, а однослойная подача улучшает четкость его разделения. В фуражную фракцию выделяют и часть засорителей, оставшихся в зерновом ворохе до этого момента.

При выделении биологически неполноценного с низкой плотностью зерна скорость воздушного потока следует устанавливать V_в=(1,3...1,4) V_кр.

Значение скорости воздушного потока выбирают из расчета, чтобы в фуражную фракцию выделить до 15% зернового вороха, т.е. большую часть биологически неполноценного зерна.

Перед вторым этапом обработки семян проводят лабораторную классификацию оставшегося зернового вороха по лабораторной всхожести семян с одновременным определением содержания засорителей. Проведение этой операции требует не менее 10 дней между первым и вторым этапами подготовки семян для определения их лабораторной всхожести. На втором этапе обработки семян проводят повторное пневмоинерционное фракционирование для выделения оставшейся части щуплого, биологически неполноценного зерна, а затем - решетное для выделения из оставшегося зернового вороха фракции, отвечающей по лабораторной всхожести семян 1 классу. Лабораторная классификация позволяет определить оптимальные режимы пневмоинерционного и решетного фракционирования для завершающего этапа подготовки семян.

По результатам лабораторной классификации на втором этапе подготовки семян устанавливают оптимальную скорость воздушного потока для выделения из зернового вороха при пневмоинерционном фракционировании оставшегося биологически неполноценного зерна с низкой плотностью и лабораторной всхожестью семян, а также нужный набор решет для разделения зернового вороха на две фракции, в одну из которых выделяют зерно, отвечающее по лабораторной всхожести семян 1 классу.

В фуражную фракцию выделяют и некоторую часть засорителей, оставшихся в зерновом ворохе после первого этапа обработки. На первом и втором этапах обработки за счет фракционирования в фуражную фракцию выделяют до 25...30% зернового вороха. В последующем при необходимости семенную и продовольственную фракции доочищают до требуемых кондиций.

Порядок осуществления предлагаемого способа фракционирования зернового вороха показан на схеме. Исходный зерновой ворох О подают на первый этап обработки, где выделяют крупные, легковесные и мелкие засорители, которые подают в отходовую фракцию 1, а также часть биологически неполноценного зерна с низкой плотностью и лабораторной всхожестью семян, подаваемого в фуражную фракцию 2. Засорители и биологически неполноценные зерновки являются благоприятной средой для развития микроорганизмов, которые поражают семена, и поэтому отходовую и фуражную фракции необходимо удалить от места обработки семян сразу по мере выделения на необходимую санитарную зону.

Оставшийся зерновой ворох О₁ укладывают для временного хранения и после проведения его лабораторной классификации по лабораторной всхожести семян и определения на основе ее результатов оптимальных режимов фракционирования подают на второй этап обработки, где выделяют невыделенную на первом этапе часть биологически неполноценного зерна и подают в фуражную фракцию 2, а оставшуюся часть вороха разделяют на сортировальном решете на две фракции: более мелкая часть О₃ просыпается через сортировальное решето, а более крупная О₄ сходит на колосовое решето, где зерно просыпается. Каждую из частей вороха О₃ и О₄ подают отдельно при необходимости на триера и очищают первую до семенных кондиций (семенная фракция 3) и вторую до товарных (товарная фракция 4). Выделенное в триерах дробленое зерно подают в фуражную фракцию 2. Оставшиеся после предварительной обработки в ворохе крупные засорители выделяются сходом с колосового решета и подаются в отходовую фракцию 1. Учитывая, что крупные зерновки больше травмируются при уборке и нередко их лабораторная всхожесть не отвечает требованиям 1 класса семян, то в этом случае решета подбирают таким образом, чтобы выделить их в продовольственную фракцию.

Когда исходный уровень травмирования зерна невысокий и зерновки всех размеров после выделения фуражной фракции на первом и втором этапах обработки по лабораторной всхожести семян отвечают 1 классу, то зерновой ворох на сортировальном решете делят на две равные фракции и каждую из них очищают до семенных кондиций.

Если после обработки в триерах в фракции 3 или 4 содержатся трудноотделимые засорители, то ее подают на пневмосортировальный стол (на схеме не показан), где завершают обработку семян.