1.3. Способы очистки семян овса от овсюга

Из анализа физических свойств семян овса и овсюга можно сделать вывод, что очистку овса от овсюга можно осуществлять как механическими, так и электрическими способами. Проанализируем возможности и качественную сторону очистки обоими способами а так же действующие на частицы силы, определяющие процесс очистки.

1.3.1. Механические способы очистки

Ряд исследователей [68,58,94] указывают, что, так как семена овсюга по своим размерам (длине, ширине, толщине), аэродинамическим свойствам, плотности мало отличаются от семян овса, то очистить семена овса от овсюга на решетах, триерах и воздушным потоком невозможно.

Однако частичное выделение овсюга из овса механическими способами удается. Например, как указывает Воронюк Б.А. [28], решетами с круглыми отверстиями диаметром 2,6 х 10^-3 м из вороха можно выделить в проход 98% овсюга при потере овса 41%, а решетами с продолговатыми отверстиями размером 2,1 х 20 х 10^-3 м можно выделить в проход 97% овсюга с потерей овса 48%, причем очистка на решетах с круглыми отверстиями ведется при вертикальных встряхивающих колебаниях решета. При таком движении решета возможен поворот зерен длинной осью перпендикулярно поверхности решета.

На решетах с продолговатыми отверстиями очистка овса ведется при горизонтальной направленности колебаний наклонного решета. Этим обеспечивается лучший контакт зерен с решетной поверхностью и их просеивание [33, 29, 64].

На рисунке 1.1.а. показана зерновка-эллипсоид на наклоненной под углом β к горизонту решетной поверхности при встряхивающих колебаниях решета.

Здесь на зерно действуют: сила тяжести F_Т, сила инерции F_И, подбрасывающая зерно и сила трения F_ТР. При подбросе зерно поворачивается и при этом получает вероятность к моменту встречи с решетом иметь сориентированное положение длинной осью перпендикулярно плоскости решета. Пройти через круглое отверстие решета оно может, если его ширина меньше диаметра отверстия. По-видимому, выделение овсюга из овса на решетах с круглыми отверстиями зависит от коэффициента симметрии р центра тяжести зерен этих культур.

На решетах с продолговатыми отверстиями, наклоненных под углом β к горизонту (рисунок 1.1.б.) просеивание семян осуществляется при установлении частиц длинной осью вдоль длинной стороны отверстия и последующем повороте зерна около кромки отверстия вокруг своей длинной оси. Этот процесс лучше осуществляется при горизонтальных колебаниях. При этом на частицу действуют сила тяжести F_Т, обеспечивающая проход зерновки в отверстие, сила инерции F_И и сила трения F_ТР. При большей величине силы инерции частицы могут проскакивать отверстие, не успев через него пройти. При разделении семян на решетах с круглыми отверстиями предпочтительнее вертикальные (встряхивающие) колебания.

Рисунок 1.1 – Эллипсоидальная частица на наклонном решете а - решето с круглыми отверстиями при колебаниях близких к вертикальным, б - решето с продолговатыми отверстиями при горизонтальных колебаниях

Указывают также, что [28] вариационные рады по длине семян овса и овсюга в значительной степени совмещаются, поэтому использовать триер для выделения овсюга из овса не представляется возможным. Однако, если очищать свежеубранный зерновой ворох овса на триере, когда еще ости сохранены, можно выделит около 50% овсюга. При пропуске вороха через сушилку и зерноочистительные машины ости у овсюга обламываются, и семена его по длине становятся равными зернам овса.

Другие исследователи [57, 92] проводили очистку овса на сорти-ровальном столе ССП – 1,5. Шрамко П.К. [92] получил 40% семян овса 3 класса за 2 пропуска, но при этом 60% овса отходило с овсюгом. Кречетова М.В. [57] на сортировальном столе выделяла 28,8% овсюга при потере овса 32%. На деке пневматического сортировального стола ССП-1,5 на зерно действуют сила тяжести F_Т, сила инерции F_И, сила сопротивления воздушному потоку R и сила трения F_ТР (рисунок 1.2). В данном методе влияние силы сопротивления воздушному потоку сказывается четче, так как частицы при колебаниях стана принимают определенную ориентацию.

Рисунок 1.2 – Эллипсоидальная частица на деке пневматического сортировального стола

Наибольшее распространение получил фрикционный способ очистки овса от овсюга. Результаты выделения овсюга этим способом опубликованы многими исследователями [28, 58, 92]. Очистку осуществляют как на цилиндрических и конусных поверхностях, обтянутых изнутри ворсистым материалом, так и на горках. Большое значение при этом имеет наличие у овсюга остей и опушенности.

Кубышев В.А. [58] анализирует работу одноступенчатой горки, изготовленной в 1958 г. Аргаяшским совхозом Челябинской области. Горка отбирала 60-70% овсюга при потере овса (в отходах) 14-20%.

Наиболее полно очистку овса от овсюга на фрикционных поверхностях исследовал Гладков Н.Г. [34]. Им дана классификация основных машин для выделения овсюга из овса, которая приведена на рис. 1.3. (здесь α – овсюг, б – очищенное зерно). Гладков Н.Г. приводит характеристики цилиндрических фрикционных сепараторов и горок с бесконечными полотнами.

Наилучший из цилиндрических сепараторов овсюгоотборник ВИСХОМа ОФ – 600. Он выделяет до 98% овсюга с потерей овса 43-64%. Двухступенчатая горка КНИИСХа выделяет 78% овсюга с потерей овса 13%, а горка СибНИИСХа выделяет 89-95% овсюга с потерей овса 12%.

Рисунок 1.3 – Типы фрикционных овсюгоотборников

1. Цилиндрические с внутренней рабочей поверхностью, 2. Цилиндрические с внешней рабочей поверхностью, 3. Горка с продольным движением полотна,

4. Горка ОСГ – 0,2, 5. Ступенчатая горка, 6. Горка с поперечным движением полотна

На фрикционных поверхностях типа Горка (рисунок 1.3.3) на частицу действуют: сила тяжести F_Т и сила трения F_ТР, направленная вдоль по полотну. Процесс сепарации на таких горках идет успешно, если имеется существенная разница в силах трения компонентов.

Однако, после многократных переочисток на зерноочистительных машинах, производящих разделение по размерам, парусности, плотности, сохранить ости у овсюга к последнему этапу очистки семян овса фрикционными поверхностями практически невозможно.

Фрикционные поверхности можно использовать сразу после комбайновой уборки, хотя это затрудняется из-за наличия в семенах крупных примесей (колосков, комочков земли). Кроме того фрикционный способ очистки обладает низкой производительностью.

Семена овса можно частично очистить от овсюга и воздушным потоком. На это указывает ряд исследователей [87, 30]. Исследования Воронюка Б.А. [30] показывают, что при скорости воздушного потока 5,75 м/с удаляется 78,9% овсюга и при этом теряется 35,7% овса.

Федоров В.Ф. [87] приводит данные очистки овса от овсюга на пневматической колонке ОПС – 2. При скорости воздушного потока 7,52 м/с выделяется 31,7% овсюга, при этом в отход уносится 17,2% овса.

При очистке семян овса в воздушном канале зерноочистительной машины Петкус-Супер К212 при скорости воздушного потока 7 м/с удаляется 32,9% овсюга. Потери овса на приводятся.

Гладков Н.Г. [34] считает очистку овса воздушным потоком не основной, а Кубышев В.А. [58] указывает, что полного разделения овса и овсюга воздухом добиться нельзя.

При движении в воздушном турбулентном потоке зерно все время поворачивается. Поэтому сила сопротивления воздушному потоку изменяется для одного и того же зерна в широких пределах, что создает неопределенность при расчете и наладке очистки семян воздушным потоком [33].

В исследованиях Воронюка Б.А. [28] показано, что при очистке овса Победа в жидкости с удельным весом 1,05 можно выделить 40% овсюга с потерей 18% овса. Из семян овса Золотой дождь и Советский при этих условиях можно выделить соответственно 34% и 38% овсюга, однако потери овса составляют 24% и 28%. Отсюда видно, что данным способом выделяется сравнительно небольшое количество овсюга, причем теряется много овса.

К сожалению, в литературе не приводится данных об исходном материале, что затрудняет сопоставление способов между собой.

Все перечисленные механические способы очистки овса от овсюга не дают окончательного решения проблемы, хотя в хозяйствах многие умельцы постоянно пытаются решить эту задачу, предлагая свои методы очистки и создавая свои конструкции различных овсюгоотборников [58].