Зерноочисні та сортувальні машини

Зерно що поступає на підприємство зазвичай містить різні домішки , які при зберіганні можуть викликати швидке його псування і знизити якість готового продукту. Тому на підприємствах зерно очищають від найбільш грубих домішок просіюванням і провітрюванням. Таке очищення називається первинною, і для її здійснення звичайно застосовують повітряно- ситові сепаратори. Зерно після первинного очищення направляється в зерносховище , де і зберігається до моменту переробки.

Для отримання солоду зерно перед замочуванням подверга ¬ ється вторинної , більш ретельному очищенню . При цьому із зернової маси видаляються що залишилися в ній сторонні домішки , а також биті зерна інших злаків. Після вторинного очищення зерно поділяють на сорти , що необхідно для рівномірного замочування і рощення його.

Зерно, призначене для використання в спиртовому виробництві, очищається тільки від грубих домішок , піску і пилу і не поділяється на сорти

Для вторинного очищення і сортування зерна застосовуються повітряно- ситовий сепаратор, магнітний сепаратор (вловлює металеві домішки ), трієри ( виділяють частинки , що відрізняються від основної маси зерна своєю довжиною ) і сортувальні сита.

Крім перерахованих машин в зерноочисному відділенні встановлено проміжні бункери для зберігання зерна і відходів , ваги для обліку кількості зерна, що переробляється і транспортери (стрічкові транспортери , шнеки , норії , самопливні труби і т. п.) , які з'єднують окремі машини в потокову лінію. На рис. 1-1 зображена апаратурно - технологічна схема очищення і сортування зерна солодового заводу.

При прийманні на зберігання зерно норією 1 подається в бункер 2 , з якого через автоматичні ваги 3 надходить у сепаратор 4 . Попередньо очищене зерно з сепаратора проходить через автоматичні ваги 5 в бункер 6 , звідки норією 1 і транспортером 13 розподіляється по силосах 14.

Для повторної очищення і сортування зерно з силосів 14 транспортером 15 подається на норії 1, які піднімають його в бункер 2. З бункера 2 зерно проходить через сепаратор 7, магнітний сепаратор 8, трієр 9, сортувальні сита 10, ваги 11 і потрапляє в бункери сортованого зерна 12, звідки норією 1 і транспортером 13 завантажується знову в силоси .

Рис. 1-1. Апаратурно-технологічна схема очищення і сортування зерна солодового заводу

Принципи очищення і сортування зерна

У масі зерна знаходяться домішки двох видів: бур ` і зернові. До смітної домішки відносяться різні частинки мінерального (грудки землі , пісок , пил , каміння і т. п. ) і органічного ( колоск , солома , полова , дрібне і попсоване зерно , насіння бур'янів і т. п. ) походження.

До зернової домішки відносяться зерна основної культури, що мають ті чи інші недоліки: биті , пророслі , запліснявілі , пошкоджені при сушці і т. д. Засмічені та зернові домішки володіють більшою гігроскопічністю , ніж доброякісне зерно , сприяють самозігріванню зернової маси , розвитку мікроорганізмів і шкідників комор . Тому щоб уникнути швидкого псування зерно після приймання має негайно піддаватися очищенню.

У зерновій масі нерідко містяться різні металеві домішки ( гайки , болти , цвяхи , обривки дроту , частинки окалини) , які викликають передчасний знос робочих органів машин і можуть стати причиною серйозних поломок .

Очищення зерна від домішок і поділ його на сорти заснована на різних фізичних властивостях зерна і частинок домішок. Для поділу зернової маси на фракції найчастіше використовують такі ознаки зерна : 1 ) лінійні розміри ; 2 ) аеродинамічні властивості; 3 ) феромагнітні властивості; 4 ) щільність частинок. Іноді враховують також стан поверхні частинок і деякі інші ознаки .

Принцип дії зерноочисних машин заснований на відділенні домішок від основної маси зерна але лінійним розмірам і аеродинамічним властивостям . Сортувальні машини поділяють очищене зерно по товщині , а трієри - по довжині частинок. Металеві частки витягуються з маси зерна магнітними апаратами. Під час мийки зерна частинки з малою щільністю спливають на поверхню води і видаляються з апарату в особливий збірник .

У табл. 1.1 наведені середні значення фізичних властивостей найважливіших зернових культур і домішок .

Таблица 1.1

показники	зернові культури						домішки
	ячмінь	пшениця	жито	овес	кукурудза	просо	кукіль	вівсюг
Середній розмір часток, мм
довжина	7,0-14,6	4,2-8,6	5,0-10,0	8,0-16,6	5,5-13,5	1,8-3,2	4	15
ширина	2,0-5,0	1,6-4,0	1,4-3,6	1,4-4,0	5,0-11,5	1,2-3,0	3	2,6
товщина	1,4-4,5	1,5-3,8	1,2-3,5	1,2-3,6	2,5-8,0	1,0-2,2	2,5	2,2
Насипна щільність, кг/м3	650	750	720	550	750	720	—	—
щільність, кг/м3	1300	1360	1300	1250	1350	1000	1200	—
Коефіцієнт внутрішнього тертя (чорно по зерну)	0,51	0,47	0,49	0,51	0,53	0,54	—	—
Коефіцієнт зовнішнього тертя зерна
по зерну	0,40	0,40	0,40	0,45	0,35	0,40	—	—
по сталі	0,37	0,37	0,37	0,37	0,37	0,34	—	—
по бетону	0,43	0,40	0,42	0,45	0,42	0,34	—	—

СІТА

Багато зерноочисні та сортувальні машини мають в якості робочого органу рухомі сита. При просіюванні крізь сита зернова маса очищається від домішок , які відрізняються від зерен основної культури за розмірами. Крім того , зерно на ситах може бути розділене на сорти . Форма і розмір отворів у цьому випадку і визначають призначення сита.

Сита з круглими отворами поділяють зернову масу по ширині частинок , сита з довгастими отворами - по товщині частинок ( рис. 1-2) . Сита з квадратними отворами не забезпечують чіткого поділу зернової маси , так як частинки при цьому можуть розташовуватися як по стороні квадрата , так і за його діагоналі. Тому сита з круглими і квадратними отворами використовуються для очищення зерна від великих н дрібних домішок , сита з довгастими отворами - для сортування зерна. Кожне сито поділяє зернову масу на дві частини. Частина , що проходить крізь отвори , називається проходом , частина , що залишається на ситі і зсипають з нього через край , називається з ходом.

У зерноочисних і сортують машинах зазвичай працюють одночасно кілька сит з отворами різної величини і форми з тим , щоб розділити зернову масу відразу на кілька фракцій. За формою розрізняють сита плоскі і циліндричні ( барабанні ) ; плоскі сита застосовуються для очищення зерна і сухого солоду від домішок ; барабанні сита - для сортування зерна перед подачею у виробництво та очищення сухого солоду від паростків .

За способом виготовлення розрізняють сита штамповані ( пробивні ) н ткані . Для виготовлення штампованих сит застосовується тонка оцинкована або відпалений і травлена ​​(так звана декапировать ) листова сталь ; ткані сита виготовляють із сталевого або латунного дроту або ж з шовкових або капронових ниток.

Розміри отворів і частота їх розташування на ситі впливають на продуктивність сита. Чим більше отворів припадає на одиницю площі , тим вище ймовірність потрапляння в них частинок зерна і, отже , тим вища продуктивність сита. Відношення суми площ отворів до загальної площі сита називається живим перетином сита або коефіцієнтом використання площі сита. Чим більше живий перетин сита , тим вище його продуктивність; однак при занадто великій частоті розташування отворі механічна міцність сита знижується. Тому для збереження міцності сита розмір перемички між сусідніми отворами повинен бути не менше діаметра круглого отвори або не менше ширини довгастого отвору .

Круглі отвори в ситі розташовують в кутах рівносторонніх трикутників (рис. 1-3) . Для розмітки центрів отворів достатньо прокреслити паралельні лінії уздовж аркуша , потім перетнути їх лініями під кутом 60 °. Відстані між лініями залежно від прийнятого кроку а вказані на рис. 1-3.

При розташуванні отворів по кутах квадратів на ситі між рядами отворів виходять смужки цілого листа , по яких зерно ковзає , не потрапляючи в отвори.

Довгасті отвори пробивають в шаховому порядку , прямими або похилими рядами. Найбільш доцільне розміщення - шаховий порядок. Розміри довгастих отворів в сортуючих ситах для ячменю приймаються наступними (у мм) : довжина 15-20 , ширина 2,2-2,5 і 2,8 .

Рис. 1-2. Сита з круглими і продовгуватими отворами

Рис. 1-3. Розташування круглих отворів в штампованому ситі

Живе перетин тканих дротяних сит зазвичай значно більше живого перетину штампованих сит ; крім того , ткані сита більш міцні і зносостійкі . Однак штамповані сита набули більшого поширення завдяки тому , що в них можуть бути виконані отвори будь-якої форми .

Рух зерен по нерухомому ситу можливо тільки в тому випадку , якщо воно нахилене до горизонту під кутом α, великим кута тертя зерен про сито.

Щоб підвищити продуктивність плоских сит , їх встановлюють під малим кутом до горизонту (α = 6 - 14 °), а рух зерна здійснюється за допомогою коливання сит. Ситовий корпус підвішують за допомогою плоских сталевих пластин до станини машини і приводять його в коливальний рух допомогою шатунно - кривошипного механізму . Залежно від взаємного положення приводу і ситового корпусу розрізняють такі кінематичні схеми :

1 ) похиле сито з горизонтальними коливаннями ;

2 ) горизонтальне сито з коливаннями в похилій площині;

3 ) похиле сито з коливаннями в похилій площині.

Похилі сита з горизонтальними коливаннями застосовуються найбільш часто. Частка зерна , що лежить на похилому ситі , яке робить коливання в горизонтальній площині , знаходиться під дією сил тяжіння , інерції і тертя ( рис. 1-4).

Коли кривошип знаходиться в I або IV квадранті , прискорення сита має напрямок зліва направо . Дія сили інерції протилежно напрямку прискорення і в даному випадку прагне зрушити частку зерна вгору по похилій площині сита ( рис. 1-4 , α).

При положенні кривошипа в II або III квадранті прискорення сита направлено справа наліво , а сила інерції - зліва направо і прагне зрушити частку зерна вниз по похилій площині сита ( рис. 1-4 , б).

Рис. 1-4. Рух зерна по похилому ситу

Циліндричні сита встановлюються під невеликим кутом до горизонту і наводяться в обертальний рух . При повільному обертанні сита на частку зерна діє тільки сила тяжіння , при швидкому - виникає ще і відцентрова сила.

Частка зерна в обертовому циліндричному ситі (рис. 1-5) притискається до поверхні сита нормальної складової А сили тяжіння G і відцентровою силою С.

Під дією сили тертя Т частка зерна буде перемішатися разом з ситом до тих нір , поки сила В ( друга складова сили G) не стане рівною силі тертя Т.

Рис. 1-5. рух зерна

в циліндричному ситі

При нормальній роботі частота обертання циліндричного сита повинна бути значно менше граничної ; чим більше частота обертання сита , тим вище піднімається зерно і тим більше швидкість зворотного ковзання. При великій же швидкості ковзання зерно не встигає провалюватися через отвори в ситі .

Циліндричні сита встановлюють послідовно по ходу переміщення зерна. Для поділу ячменю на три сорти використовують сита з довгастими отворами шириною 2,2 і 2,5мм; при діленні ячменю на чотири сорти застосовують сита з отворами шириною 2,2 ; 2,5 і 2,8мм. Проходом крізь перші сито (ширина отворів 2,2мм) йдуть самі щуплі зерна; крізь другий сито - зерна середньої величини ( II сорт ); нарешті, найбільш великі і важкі зерна (I гатунок) йдуть сходом з цих сит.,

Чіткість розподілу зерна за сортами тим більше, чим триваліший зерно знаходиться в зіткненні з сортуючої поверхнею і чим інтенсивніше воно при цьому перемішується. Обидва ці фактори залежать від розмірів , кута нахилу і окружної швидкості барабанного сита. Граничний нахил циліндра становить 0,1м на 1м довжини; нормальна окружна швидкість сита 0,7-1,2м / с.

Навантаження на 1м2 сита в годину становить ( в кг ): при очищенні зерна від великих домішок 500-600 ; при очищенні зерна від дрібних домішок 200-300 ; при сортування зерна 150-200.

Машина з барабанним ситом для сортування ячменю на три сорти зображена на рис. 1-6. Сортируемое зерно безперервним струменем подається через приймальний отвір 2 всередину барабанного сита 1. Під барабаном знаходяться два шнека 5, призначені для відводу з машини кормового ячменю і ячменю II сорту. Кожен шнек частково перекритий клапанами 4 уникнення змішування розсортувати зерна. Велике зерно I сорту йде сходом в нижньому кінці барабанного сита. Від застрявшіхв отворах зерен сита очищаються щітками 3. У процесі інтенсивного перемішування зерна в машині виділяється багато пилу, для видалення якої необхідна аспірація з розрахунку 150-200м³ повітря на кожну тонну зерна.

Рис. 1-6. Циліндрична сортуюча машина

Технічна характеристика машини з барабанним ситом продуктивністю 2000кг / год при сортування ячменю наведена в літературі [ 1 , с. 17 ] .

Машина з барабанним ситом має великі габаритні розміри при відносно малій продуктивності; пояснюється це тим, що лише 1/4-1/6 загальної поверхні барабанного сита одночасно перебуває в роботі. Перевагами машини є хороше перемішування зерна , плавність роботи і простота приводу.