7. Расчет и проектирование комплекса послеуборочной обработки

7.1 Блок - схема послеуборочной обработки зерна и семян

Вычертить проектируемую в условиях хозяйства схему по­слеуборочной обработки для зерна и семян каждой культуры в соответствии с имеющимися значениями по засоренности вороха, влажности зерна, с указанием операции после которой будет выводится фуражное, продовольственное зерно и семена. Блок схема составляется на примере приложения 4, и должна обеспечивать влажность полученного зерна не выше 14,5%, а засоренность фуража не более 3…4%, продовольственного зерна 1…2%. Для семенного зерна 0…1%. В ходе вычерчивания блок-схемы в каждой операции указывают значение по влажности и засоренности которое обеспечивается проведением данной операцией. В ходе определения значений снижение влажности после сушки за один проход принимают – 6%. При предварительной очистке снижение засоренности составляет – 50% от первоночальной, после первичной – 60% от содержания примесей после предварительной и 50% от данного значения после вторичной очистки. Семена с целью максимального удаления примесей целесообразно подвергать дополнительной очистке.

В конце раздела дать краткое пояснение очередности и причине выбора, используемых технологических операций по обеспечению максимального качества получаемого в процессе обработки зерна и семян.

7.2 Фактическая производительность зерноочисти­тельных машин на очистке зерна и семян каждой культуры

На основании полученного задания выбрать машины для очистки зерна (предложить марку агрегата самостоятельно по каждому виду очистки). Дать их краткую характеристику и привести технологическую схему работы.

Фактическая производительность выпускаемых промыш­ленностью машин отличается от паспортной и зависит от вида обрабатываемого зерна, его влажности и засоренности.

Рассчитать фактическую производительность (Q_ф) зерно­очистительных машин по всем видам очистки (предварительная, первичная, вторичная), как уже имеющихся в хозяйстве, так и планируемых в приобретении.

Фактическая производительность (Q_ф) зерноочистительных агрегатов рассчитывается по каждому виду очистки по формуле

Q_фа = Q_п · К_экв · К_вл · К_зас (4)

Где : Q_п – паспортная производительность зерноочистительного агрегата, т/ч;

К_экв – коэффициент эквивалентности, характеризующий изменение производительности агрегата от вида культуры (пшеница – 1, рожь – 0,9, ячмень -0,8, овес – 0,7, гречиха – 0,75)

К_вл - коэффициент влажности, характеризующий снижение производительности агрегата при увеличении влажности очищаемого зерна;

К_зас - коэффициент засоренности, характеризующий снижение производительности агрегата при увеличении засоренности.

Возможно использовать зерноочистительный агрегат для предварительной очистки зерна и как агрегат для первичной очистки с заменой решет, при этом увеличивается нагрузка на решета и производительность снижается. В данном случае при использовании одного и того же зерноочистительного агрегата для первичной очистки культуры его паспортную производительность (Q_п) снижают на 50%.

Коэффициенты К_вл и К_зас рассчитываются на каждый вид очистки по каждой культуре задания.

Коэффициент влажности (К_вл) на предварительной, первичной и вторичной очистке рассчитывают по формуле:

К_вл = 1- 0,05 · (Вл – 16) (5)

Где: Вл – влажность зерна поступаемого на очистку, %

16 – максимальная влажность зерна не снижающая производительность агрегата.

При влажности зерна на предварительной, первичной и вторичной очистке ниже 16% коэффициент К_вл автоматически принимают за 1.

Коэффициент засоренности К_зас на предварительной очистке зерна рассчитывают по формуле:

К_{зас(предв)} = 1-0,02 · (Зас-10) (6)

Где: Зас – содержание примесей в зерновом ворохе, %;

10 – максимальная засоренность зерна не снижающая производительность агрегата на данном виде очистке

Коэффициент засоренности К_зас(I) на первичной очистке зерна рассчитывают по формуле:

К_зас(I,) = 1 - 0,02 · ( - 1), для пшеницы, ржи, овса и гречихи (7)

- 2), для ячменя

Коэффициент засоренности К_зас(II) на вторичной очистке зерна рассчитывают по формуле:

К_зас(II) = 1 - 0,02 · (( ·0,6) - 1), для пшеницы, ржи, овса и гречихи (8)

- 2), для ячменя

Полученные расчеты по каждому виду очистке для каждой культуры заносятся в таблицу 9

Таблица 9 - Фактическая производительность зерноочистительных машин

Культура (сорт)	Вид очистки	Марка машин (агрегата)	Квл	Кзас	Фактическая производительность, т/ч

Общая фактическая производительность зерноочиститель­ных машин на предварительной очистке должна быть в 3-4 раза выше среднечасового расчетного поступления зернового вороха на пункт обработки. Указать потребное количество машин на предварительной очистке с учетом суточного поступления зерна на ток.

Сделать анализ, внести предложения по улучшению очистки зерна.

7.3 Объем работы на сушке зерна и семян каждой культуры

Рассчитать объем работы (Пт) на сушке в плановых тоннах.

Объем работ при сушке зерна и семян учитывается в плановых тоннах (Пт). Под одной плановой тонной понимают тонну зерна высушенную с влажности 20% до 14%. Учет работы в плановых тоннах осуществляется по формуле:

Пт = ₍₉₎

Где: Мф – масса зерна (семян) поступающая на сушилку, т (под массой зерна подразумевают массу реализации + фураж);

Кп – коэффициент производительности, характеризующий изменение объема работы в зависимости от исходной влажности; (приложение 4)

Кв.о. – коэффициент влагоотдачи, характеризующий способность зерна к десорбции влаги в процессе высушивания. (для пшеницы 1, ячменя - 0,93, гречихи - 0,94.

В процессе высушивания семенного зерна с целью избегания перегрева режимы сушки умягчают, при этом коэффициент влагоотдачи на сушке семян снижается на 50% ( ). Полученные данные по каждой культуре приводятся в таблице 10.

Таблица 10 - Объем работы на сушке

Культура (сорт)	Плановые тонны
	зерно	семена
Всего
Всего = зерно + семена

7.4 Время, требуемое для сушки зерна и семян

Привести расчет времени, требуемого для сушки зерна и семян.

Время на сушку зерна и семян рассчитывают в часах и сутках. Для определения количества часов используют следующую формулу:

В_{суш (ч)}= ₍₁₀₎

Для определения количества суток используют следующую формулу:

В_{суш (сут)}= ₍₁₁₎

Определить требуемое количество зерносушилок для хозяйства, исходя из того, что норма работы одной зерносушилки; сезон - 500 часов. Полученные данные приводятся в таблице 11.

Таблица 11 - Расчетное время сушки зерна и семян

Культура (сорт)	Время сушки
	Час		сутки
	зерно	семена	зерно	семена
Всего
Всего (зерно + семена)
Количество сушилок, шт

Сделать вывод о необходимом количестве зерносушилок в хозяйстве по значению общего объема работ на данной операции по всем имеющимся культурам.

7.5 Выбор зерносушилки и технологическая схема ее ра­боты

В данном пункте необходимо самостоятельно выбрать зерносушилку и привести технологическую схему работы, имеющейся в хозяйстве, с описани­ем принципа ее работы. При ее отсутствии студент должен само­стоятельно выбрать марку зерносушилки, исходя из того, что паспортная производительность ее должна быть выше фактиче­ской.

7.6 Расчет фактической производительности зерносушилки

Рассчитать фактическую производительность (П_с) зерносу­шилки на сушки зерна и семян различных культур.

Расчет фактической производительности зерносушилки осуществляют по формуле:

Qф= , (12)

Где: Qп – паспортная производительность, т/ч;

0,8 – коэффициент неравномерности поступления зерна на зерносушилку;

Кп – коэффициент производительности, характеризующий изменение объема работы в зависимости от исходной влажности. (Приложение 4)

В процессе высушивания семенного зерна коэффициент производительности на сушке семян снижается на 50% ( ).

Данные при­водятся в таблице 12.

Таблица 12 - Фактическая производительность зерносушилки.

Культура (сорт)	Фактическая производительность, т/ч
	зерно	семена

Сравнить расчетную и фактическую производительность зер­носушилки Сделать выво­ды с указанием причин, повлиявших на ее изменение.

7.7 Определение количества зерна подлежащего временной консервации

_{В технологическом процессе послеуборочной обработке зерна из-за разницы производительности между используемыми агрегатами происходит его накопление и создается необходимость в его временной консервации. Если после предварительной очистке зерна используется его сушка, то количество зерна подлежащего временной консервации определяется по формуле:}

₍₁₃₎

Где: Qф_(Пр) – фактическая производительность зерноочистительной машины на предварительной очистке, т/ч;

Qф(с) – фактическая производительность зерносушилки, т/ч;

Псут – суточное поступление зерна на ток, т.

Если после предварительной очистки проводится первичная очистка то _{количество зерна подлежащего временной консервации определяется по формуле:}

₍₁₄₎

Где: Qф_(I) – фактическая производительность зерноочистительной машины на первичной очистке, т/ч;

Для временной консервации при его количестве зерна не более: пшеница -160 т, рожь – 149 т, ячмень – 125 т, овес – 100 т и гречиха – 130 т используется бункера активного вентилирования БВ-40 (4 шт) в составе комплекса послеуборочной обработки. При массе скапливаемого зерна выше данных значений необходимо рассчитать площадь токовой площадки для обеспечения временного хранения до его последующей обработки.

7.8 Убыль зерна и семян при сушке и количество зерна закладываемого на хранение

1. Рассчитать убыль (У_{пр, (ф)(с)}) зерна по целевому использованию (продовольственное, фураж) и семян при сушке в процен­тах и массе. Убыль зерна и семян в процентном выражении определяется по формуле:

У_{пр,(ф),(с)} = _{,% (15)}

Где: W – исходная влажность высушиваемого зерна, %;

W₁ – конечная влажность высушенного зерна, %.

2. Убыль зерна и семян в фактическом (массовом) выражении определяется по формуле:

У_{пр, (ф),(с)} = , т (16)

3. Количество зерна и семян закладываемое на хранение:

Мхр_{пр, (ф),(с)=} Мф - Уз(с), т (17)

Полученные данные приводятся в таблице 13.

Таблица 13 -Убыль зерна и семян при сушке и количество зерна и семя подлежащее хранению

Культура (сорт)	Убыль				Количество подлежащее хранению, т (Мхр)
	в %	в массе, кг
		продовольстенное	фураж	семена	продовольстенное	фураж	семена

По итогам расчетов необходимо охарактеризовать полученные данные.

7.9 Активное вентилирование при послеуборочной обработке и хранении зерна.

Обосновать необходимость их использования для послеуборочной обработки и обеспечения режимов хранения зерна и семян. Выбрать марку вентиляционной установки самостоятельно. Дать краткую характеристику выбранному агрегату (тип, назначение, устройство (рисунок), производительность). Привести расчет количества вентиляционных установок на весь объем зерна (по целевому использованию) при хранении в зависимости от их производительности. Привести расчет подачи воздуха при активном вентилировании на вес объем хранящегося зерна с учетом 2000 обмена воздуха сутки и рекомендуемой высоте насыпи (1,5…4,0м).

Определение параметров активного вентилирования зерна (реализация, фураж) производят в следующей последовательности и формулам:

1.Определение объема зерновой массы (V_зм) подлежащей хранению:

V_зм = , м³ (18)

Где: Мхр_пр(ф) – масса зерна (реализация (продовольственное), фураж) подлежащее хранению, т;

Н – натура зерна (базисная), т/м³ (пшеница – 0,73, рожь – 0,68, ячмень – 0,57, овес – 0,46, гречиха – 0,6).

2. Определение скважистости (одного обмена воздуха) (V_ск):

V_ск = , м³ (19)

Где: Скв – скважистость культуры, % (пшеница -35, рожь – 42, ячмень – 45, овес – 60, гречиха – 50)

3. Расчет общего объема подачи воздуха (V_об):

V_об= Vск _· 2000, м³ (20)

4. Расчет удельной подачи воздуха при вентилировании:

У.П.= , м³ ч/т (21)

Где: Мф – масса вентилируемого зерна, т;

10 – максимальное время вентилирования, ч

5. Расчет количества вентиляционных установок (Кв.у):

Кв.у.= , шт (22)

Где: Пр.в.у. - производительность вентиляционной установки, м³/ч.

6. Расчет времени вентилирования (t_в):

t_в= , ч (23)

Расчеты режимов вентилирования зерна по каждой культуре и целевому назначению на выбранной установке активного вентилирования приводятся в таблице 14.

Таблица 14 - Режимы вентилирования зерна

Тип установки	Культура (сорт) целевое использование	Марка вентиляционной установки	Производительность, м3/ч	Масса зерна на установке, т	Количество установок, шт (Кв.у.)	Высота насыпи, м	Объем воздуха на весь объем хранящегося зерна, м3 (Vоб)	Продолжительность вентилирования, ч (tв)

7.10 Проектирование токового хозяйства

Исходя из того, что фактическая производительность зерноочистительных агрегатов на сушке или первичной очистке зерна ниже, чем на предварительной, а масса скапливаемого зерна больше, чем возможно разместить в бункерах активного вентилирования (пункт 7.7), необходимо рассчитать площадь токовой площадки под размещение скапливаемого (временно хранящегося) зерна до момента его дальнейшей обработки.

Размеры токовой площадки определяются размерами исходя из размеров оснований насыпи культур (с наибольшей массой подлежащей временной консервации на току) размещаемых на ней при условии, что высота насыпи составляет не более 1,5 м. Порядок определения:

1. Определение ширины насыпи. Ширину насыпи определяем по углу естественного откоса (a) который изменяется в зависимости от культуры, ее влажности и засоренности (Приложение 5). Расчет ширины (Ш_н) насыпи производим по формуле:

Ш_н = , м (24)

Где: h – высота насыпи, м;

2. Определение длины насыпи. Длину насыпи рассчитываем по формуле:

Дл = , м (25)

Где: Vзм.к. – объем зерновой массы подлежащей временному хранению на токовой площадке, м³;

3. Определение объема зерновой массы (V_зм._к.) подлежащей хранению:

V_зм.к. = , м³ (26)

Где: М_З – масса зерна подлежащее временному хранению на токовой площадке, т;

Н – натура зерна (базисная), т/м³ (пшеница – 0,73, рожь – 0,68, ячмень – 0,57, овес – 0,46, гречиха – 0,6).

При длине насыпи свыше 30 м ее целесообразно разбить на примерно равные части и расположить параллельно друг к другу с образованием прямоугольника (токовой площадки).

Окончательная площадь токовой площадки определяется по плану исходя из того, что от края насыпи до краев площадки оставляется - 2м, расстояние между насыпями – 4м. (Приложение 6).

Вычертить проектируемый зерноток. Указать его размеры (ширина, длина, общая площадь). План токовой площадки со схематическим изображением зерновых насыпей культуры приводится в приложении работы.

В случае меньшей массы зерна подлежащей временному хранению на токовой площадке (п. 7.7) расчет токовой площадки не производится, и указывается причина.