2. Обрушивание

В зависимости от физико-механических свойств семян, свойств и состава отдельных морфологических частей семени выбирается метод обрушивания.

Известно много методов обрушивания масличных семян, основанных на следующих принципах или их сочетаниях: разрезание, скалывание, сжатие, разрушение оболочки ударом или трением.

При разрушении масличных семян внешние силы могут действовать вдоль длины, ширины, толщины семени или в любом другом направлении, что во многом определяется ориентацией семени в момент воздействия нагрузки. В зависимости от направления воздействия нагрузки усилия разрушения семени могут меняться в широких пределах. Семена масличных растений являются характерными анизотропными телами; их прочность определяется свойствами оболочки и ядра, усилиями связи между ядром, оболочкой и другими свойствами.

Основными механическими свойствами оболочек масличных семян, имеющими первостепенное значение при выборе метода обрушивания, являются прочность, упругость и пластичность.

Под прочностью семян (оболочки) понимается величина нагрузки, при которой происходит разрушение оболочки до первого надкола (появление трещин) или до полного ее разрушения.

Исходя из того, что семена в обычной производственной массе неоднородны по своим технологическим свойствам, принято условно делить их на три типа. К первому типу относят семена, при разрушении которых лузга ломается на 2-3 крупные части, легко отделимые от ядра; ко второму - семена, лузга которых ломается на 6-8 частей (причем не исключается наличие на ядре некоторого количества лузги); к третьему - семена, лузга которых ломается на много частей различной величины с наличием значительного количества лузги на ядре. В последнем случае часто разрушается и ядро.

Наличие семян третьего типа характерно для высокомасличного подсолнечника, что объясняется механической связью между ядром и оболочкой.

Семена второго и третьего типов по сравнению с семенами первого типа характеризуются в среднем меньшими длиной, шириной и особенно толщиной, меньшим зазором между лузгой и ядром, меньшим содержанием и толщиной лузги, большей масличностью и плотностью.

Уменьшение толщины воздушной прослойки между ядром и плодовой оболочкой у семян высокомасличного подсолнечника привело к усилению роли ядра при восприятии семенами внешних усилий. При разрушении низкомасличных семян нагрузку воспринимает в основном оболочка.

Методы обрушивания Обрушивание ударом

В зависимости от свойств семян применяется метод обрушивания, обеспечивающий наибольший эффект. Наибольшее распространение в промышленности имеют методы, основанные на ударе. При этом различают методы многократного и однократного ударов. Под ударом понимается действие очень больших сил в течение очень короткого промежутка времени. Собственно удар рассматривается как двухфазный процесс. В первой фазе в результате деформации оболочки в той или иной мере нарушается ее связь с ядром, во второй фазе под действием сил реакции происходит взаимное отталкивание соудоряющихся тел, и семя приобретает большую или меньшую скорость в зависимости от упругости.

Метод многократного удара реализован в бичевых семенорушках, в которых обрушивание семян осуществляется вращающимися и расположенными по образующим бичами, пересекающими поток семян. При этом происходит первый удар. После первого удара уцелевшие семена и составные части обрушенных семян ударяются о деку и снова ударяются о бичи и т.д.

При многократном ударе вариация прочности семян отрицательно сказывается на качестве получаемой рушанки. При первом ударе обрушивается только часть семян (наименее прочных), что приводит к образованию из их ядра сечки и масличной пыли при последующих значительных по силе ударах. Одновременно измельчается и обмасливается лузга этих и еще целых семян.

В результате второго удара обрушивается еще часть семян, что приводит к дополнительному обмасливанию лузги и семян, а также к увеличению количества сечки, масличной пыли и т.д.

Метод многократного удара разработан для обрушивания семян низкомасличных сортов подсолнечника, которые характеризуются ярко выраженной способностью лузги раскалываться вдоль волокон, при этом усилия разрушения варьируют незначительно при положении их вдоль разных осей семени. Семена низкомасличного подсолнечника имеют значительный зазор между достаточно прочным ядром и сравнительно хрупкой лузгой.

Метод однократного, направленного вдоль длинной оси семени, удара учитывает особенности структурных и упруго-пластических свойств семян высокомасличного подсолнечника, в частности наименьшее сопротивление оболочки удару вдоль длинной оси семени.

Сущность метода (реализованного в центробежных обрушивающих машинах) заключается в том, что семена, получив ускорение на центробежном вращающемся диске с направляющими каналами, ударяются о деку острым или тупым концом семени, т.е. получают удар по наиболее слабому направлению - вдоль длинной оси семени, что в основном и обеспечивает лучший эффект обрушивания, который усиливается организованностью и кратковременностью процесса.

Б ичевая семенорушка МНР

Конструкция. Бичевая се-менорушка МНР (рис. 9) состоит из барабана 3 с шестнадцатью бичами 4 и чугунной деки 6, шарнирно укрепленной в направляющих плоскостях 5. Приспособлением 7 в деке регулируют зазор между нею и бичами. Для питания рушки имеется засыпной ковш 1 с питательным валиком 2, обеспечивающим равномерный слой семян по всей длине бичевого барабана. Семена, попадающие на барабан, отбрасываются плоскостями бичей на деку и, ударяясь о рифленые поверхности ее, раскалываются. Сила удара определяется числом оборотов барабана и расстоянием между бичами и декой. Зазор между бичами и декой устанавливают в пределах 8-30 мм в зависимости от влажности семян и их размера. Влажные семена требуют меньшего зазора, сухие - большего. Дека набирается из чугунных колосников, отливаемых отдельными секциями с 4-5 рифлями. Радиус рифлей и выступов - 25 мм.

Вместо чугунных колосников допускается установка колосников, изготовленных из стального проката круглого сечения.

Бичи делаются из плоской стали толщиной 10-12 мм и шириной 100 мм. Число оборотов барабана устанавливается с помощью вариатора в зависимости от влажности семян.

Техническая характеристика

Производительность при выработке ядра т/сут семян:

с лузжистостью до3 % 50

с лузжистостью до 8% 60

Содержание в рушанке из семян высокомасличного

подсолнечника, %, не выше:

целяка и недоруша 25

масличной пыли 15

сечки 15

Содержание рушанке из семян низкомасличного

подсолнечника, %, не выше:

целяка и недоруша 10

масличной пыли 8

сечки 15

Диаметр бичевого барабана, мм 800

Длина барабана, мм 972

Частота вращения барабана, об/мин 560-630

Окружная скорость барабана, м/с 23-26

Угол наклона бичей к радиальной линии,º 50-53

Угол охвата деками барабана,º 110

Мощность, кВт 5,1

Эксплуатация. Для нормальной работы семенорушки необходимо соблюдать следующие основные условия:

барабан семенорушки должен быть тщательно отбалансирован;

расстояние между бичами и декой должно быть одинаково по всей длине барабана;

во время работы семенорушки необходимо контролировать состояние подшипников и наличие в них смазки, не допуская вытекания смазки и нагревания подшипников.

При возникновении в машине стука или других явлений, указывающих на неисправность, необходимо снять нагрузку и остановить машину, выявить причину стука или других неисправностей и устранить их, после чего машину можно пустить вновь.

При круглосуточной работе семенорушки ее необходимо останавливать для внутреннего осмотра не реже одного раза в месяц. После остановки машины проверяют:

состояние рифленой поверхности деки; при образовании сглаженной поверхности рушку следует разобрать, перебрать рифленые секции деки, износившиеся секции перевернуть или заменить новыми;

состояние бичей; при образовании у бичей острых кромок или неравномерной выработки их следует повернуть на внешнюю сторону или при полном износе заменить новыми и проверить балансировку барабана;

параллельность бичей поверхности деки.

Метод многократного удара имеет целый ряд недостатков. Они вытекают из сущности метода и обусловлены конструкцией рабочих органов бичевых машин. К основным недостаткам можно отнести следующие:

низкая производительность и неэффективное использование рабочих органов - при наличии 16 бичей подача семян питателем осуществляется только на один бич;

машины имеют длинный рабочий тракт, что ведет к дополнительному измельчению ядра и обмасливанию лузги. Сравнительно продолжительное пребывание рушанки в рабочем тракте машины в условиях турбулентного движения воздушного потока не исключает возможности создания предпосылок для ускорения окислительных процессов в липидах и других веществ семени;

машины имеют низкую производительность, высокий расход электроэнергии и большой расход металла.

Несмотря на эти недостатки, при переработке семян низкомасличного подсолнечника биченые семенорушки обеспечивали получение рушанки удовлетворительного качества: содержание целых семян и недоруша до 10%, масличной пыли - до 8%, масличность отходящей лузги выше ботанической не более чем на 0,5%.

Семена высокомасличного подсолнечника характеризуются меньшей склонностью оболочки к раскалыванию, наличием меньшего и неодинакового по величине зазора у разных фракций семян между относительно эластичной лузгой и сравнительно пластичным ядром, содержащим большой процент масла, легко выделяющегося при механических воздействиях. Для этих семян метод многократного удара недостаточно эффективен. При переработке семян высокомасличного подсолнечника показатели рушанки резко ухудшили: содержание целых семян и недоруша достигает 30%, а масличной пыли - 20%; масличность отходящей лузги превышает ботаническую на 1% и более.