Separatory do czyszczenia ziarna. Co to jest? Jak działają. Do czego są odpowiednie?

Czyszczenie ziarna lub jak to się również nazywa - sortowanie, czyszczenie ziarna, trier.
- jest to specjalnie zaprojektowana maszyna do jednego zadania - czyszczenia ziarna i różnych upraw.
Już w 1313 roku starożytne Chiny po raz pierwszy użyły wirującego wentylatora, który wytwarzał strumień powietrza do oddzielania plew od ziarna, ale to jeszcze daleko od separatora w formie, do której jesteśmy przyzwyczajeni. Pierwszy czyściciel ziarna o podobieństwach do nowoczesnych czyścicieli ziarna został opracowany w USA w 1883 roku przez pana Wilcoxa.

Miał już podstawowe zasady działania nowoczesnego sortownika - takie jak lejek, do którego wchodzi ziarno; sito, które czyści produkt za pomocą jego rozmiaru, a także wentylator, choć prymitywny.

Jeśli istnieje jeden moment w historii, kiedy zaczęły się coroczne innowacje dla separatorów ziarna, to jest to. Od tego czasu wydano ponad 2700 patentów, i to tylko te oficjalnie zarejestrowane w Europie i USA, które dotyczą samych maszyn.

Jak i dlaczego są dziś ważne?

Nowoczesne separatory ziarna ─ są niezbędnym sprzętem w przetwarzaniu zbóż, a także w produkcji zbóż, mąki i innych pożywnych produktów. Sprzęt ten jest używany do podstawowych i kolejnych etapów przetwarzania ziarna. Urządzenie to oddziela zanieczyszczenia, małe ciała obce od całej masy ziarna, aby jakościowo oczyścić surowiec i dostarczyć go do linii przetwórczej.

Przyjrzyjmy się, do czego służy to urządzenie na przykładzie.

Po zbiorach rolnicy muszą wykonać wiele pracy, aby upewnić się, że ziarna są gotowe do przekazania konsumentom: do zakładów przetwórczych, zakładów przetwórstwa spożywczego i supermarketów.

Na początku, zebrane z pola ziarno dociera do zakładów przyjmujących i przetwarzających zanieczyszczenia: ziarno innej uprawy, piasek, gleba, kamyki, chwasty, słoma i resztki kłosów, plewy. Według różnych statystyk takie zanieczyszczenia wynoszą od 10 do 40%. Aby zapewnić długoterminowe przechowywanie i doskonałą jakość gotowych produktów, wszystkie zanieczyszczenia muszą zostać usunięte. Jeśli ziarna nie zostaną oczyszczone na czas lub źle oczyszczone, ich wilgotność szybko wzrośnie, rozpocznie się proces samoogrzewania, pojawi się pleśń, a co za tym idzie, pogorszą się właściwości siewne i handlowe produktów. Istnieje nawet ryzyko zepsucia całego plonu.

Podsumowując, mamy dwa powody, dla których separator jest wynalazkiem krytycznym i niezbędnym do dziś:

1. Cena produktów spada, co jest złe z ekonomicznego i biznesowego punktu widzenia

2. Ilość ziarna dobrej jakości maleje, co jest złe dla sektora humanitarnego i spożywczego

Wniosek: zwiększone wymagania dotyczące jakości ziarna i zainteresowanie wielu rolników posiadaniem własnej produkcji pożywnych produktów są głównymi powodami, dla których w ostatnich latach separatory ziarna stają się coraz bardziej istotnym produktem, co potwierdza rosnąca liczba tych maszyn na platformach reklamowych w Europie, USA.

Rodzaje czyścicieli

Czyściciele ziarna wahają się od najprostszych urządzeń zdolnych jedynie do oczyszczenia upraw z kurzu i odpadów po bardziej skomplikowane - zdolne do wysokiej jakości pełnego czyszczenia zewnętrznych zanieczyszczeń i sortowania, kalibracji według wielkości, wagi i innych cech. Na przykład, takie precyzyjne urządzenia są szeroko stosowane w przemyśle cukierniczym do oddzielania nasion jednej wielkości od całej masy oczyszczonych nasion słonecznika, w przygotowaniu przed siewem do kalibracji nasion.

Większość czyścicieli ziarna dzieli się na następujące typy:

- Separatory aerodynamiczne;
- Kalibratory;
- Separatory siatkowe;
- Separatory bębnowe;
- Jednostki Trier;
- Separatory grawitacyjne;
- Okrągłe czyściciele;
- Stół densytometryczny;
- Sortownik optyczny

Istnieją inne separatory, ale zazwyczaj pochodzą one już z wyżej wymienionych.

Prawdopodobnie jedyną ogólną zasadą działania każdego separatora jest to, że nasiona roślin mogą różnić się wagą, grubością, szerokością, a zatem właściwościami aerodynamicznymi, i odpowiednio ze względu na te różnice ziarno jest czyszczone na każdym separatorze.
Przetwarzanie ziarna obejmuje głównie oddzielenie plonu zbóż na co najmniej następujące 4 frakcje:
1. obszerne odpady;
2. grubo wybrane ziarno przeznaczone do produkcji żywności i do siewu;
3. ziarno paszowe;
4. drobne śmieci i kurz.

Jednak czyściciele ziarna różnią się na inne sposoby. Przyjrzyjmy się cechom każdego z nich, ich różnicom, zaletom, wadom i dla kogo są przeznaczone.

1. Czyściciele/Separatory sitowe

Być może najstarszy typ separatora. I szczerze mówiąc, nie stracił nic ze swojej aktualności, pomimo pojawienia się wielu nowych typów czyścicieli ziarna.

Zasada działania:

Cechą separatorów sitowych jest to, że rozdzielenie na frakcje odbywa się na sitach, które z kolei są przymocowane do ramy. Wysoka jakość czyszczenia osiąga się dzięki translacyjno-obrotowemu ruchowi konstrukcji sitowych zamocowanych pod różnymi kątami.

Sita różnią się wielkością otworów, każde sito pełni inną funkcję w czyszczeniu i sortowaniu ziarna na różne frakcje.

Schematische Darstellung des Gitterseparators.

Standardausrüstung: Separator, Aspirationssysteme, Siebset. Optionale Zubehörteile: Ventilator, Zyklon, Ständer.

Nicht nur hat dieser Separator nach Jahrzehnten nicht an Relevanz verloren, sondern er bleibt der häufigste Separator auf dem Markt. Der Grund ist ziemlich einfach: Neue Arten von Separatoren sind im Allgemeinen spezialisierter geworden. Im Gegenzug kann der Gitterseparator bis heute jede Aufgabe, die jeder Landwirt hat, gut erfüllen, aber ein hochwertiger Gitterseparator ist nicht billig, sodass viele Landwirte ihn einfach nicht brauchen, und hier kommen wir zu ein paar Alternativen für sie.

2. Aerodynamischer Getreidereiniger

Dieser Separator ist der modernste.

Es ist schwierig zu sagen, wann diese Maschinen zum ersten Mal eingeführt wurden. Die aerodynamische Feststofftrennungstechnologie wurde 1975 von der legendären australischen Getreidehandelsfirma Hannaford patentiert, aber es gibt keine Beweise dafür, dass es zu diesem Zeitpunkt bereits einen Separator gab, der diese Technologie nutzte. Dieser Typ ist erst in den letzten Jahrzehnten auf dem Markt erschienen und fand fast sofort einen Käufer, was nicht überraschend ist.

Das Funktionsprinzip ist ziemlich einfach:
In einem aerodynamischen Separator wird das zu reinigende Material einem Strahl erhitzter Luft ausgesetzt. Ein starker Luftstrom bläst Staub und leichte Verunreinigungen weg, schwere Verunreinigungen fallen nach unten, und die Körner werden nach Gewicht und Größe (mit unterschiedlichen aerodynamischen Eigenschaften) in Zellen verteilt, die 5 bis 8 umfassen können, was im Vergleich zu anderen Getreidereinigern übrigens ein Vorteil ist. Einem Landwirt ist es nicht wichtig, dass das Getreide in so viele Fraktionen aufgeteilt wird, und er kombiniert einfach einige davon. Aber viele tun das, und so behindert es entweder nicht den Landwirt oder ist ein wichtiger Vorteil.
Da der Behandlungsprozess in einer aerodynamischen Maschine auf dem Einfluss eines starken Luftstroms basiert, gibt es tatsächlich keinen Kontakt mit festen Oberflächen, wie dies beispielsweise bei Gittermaschinen der Fall ist. Dies verhindert, dass das Getreide beschädigt und die Integrität der Schale beeinträchtigt wird.

Diese Separatoren sind die billigsten und erschwinglichsten auf dem Markt, und Sie sollten keine unglaubliche Qualität der Getreidereinigung von ihnen erwarten. Es ist unwahrscheinlich, dass diese Separatoren in der Senfproduktion verwendet werden, selbst lokal. Aber für den kleinen bis mittelgroßen Landwirt sind sie der Weg zu gehen. Da diese Separatoren keine Siebe benötigen, reinigen sie die meisten Lebensmittel-, Futter- und Industriepflanzen. Folglich ist die Amortisationszeit für jedes der Modelle bereits in der ersten Saison der Nutzung, im Gegensatz zu den Sieb- und Trier-Modellen.

Standardausrüstung: Separator, Schaltschrank, Aspirationskammer.

Vorteile:
1. Mehr Getreidefraktionen
2. Niedriger Preis
3. Schnelle Amortisation
4. Niedriger Energieverbrauch
5. Getreide wird nicht beschädigt

Nachteile:
Niedrigere Effizienz der Getreidereinigung

3. Kalibrator

Ein Kalibrator ist tatsächlich eine vereinfachte Unterart eines Siebseparators.

Das Funktionsprinzip besteht auch in der Bewegung der Siebe relativ zueinander, es gibt ein vereinfachtes Aspirationssystem, einen Ventilator.
Die Hauptunterschiede bestehen darin, dass dieser Typ von Getreidereiniger auf kleine Landwirte ausgerichtet ist. Seine Produktivität ist viel geringer, je nach Hersteller und Modell (von 300 kg bis 5 Tonnen pro Stunde), aber die Qualität der Getreidereinigung ist sehr hoch. Es sollte verstanden werden, dass die Qualität seiner Reinigung in erster Linie davon beeinflusst wird, wie gut die Siebe für eine bestimmte Kultur ausgewählt sind. Wenn die Siebgröße genau angepasst ist, wird es keine Beschwerden über die Reinigungsqualität geben.

Sie müssen im Voraus wissen, welche Kulturen Sie reinigen möchten. Wenn es mehrere Kulturen gibt und Sie eine qualitativ hochwertige Reinigung wünschen, müssen Sie für jede Kultur separat auswählen. Wenn es Ihnen jedoch wichtig ist, Geld zu sparen, können Sie im Falle ähnlicher Kulturen hinsichtlich der Getreidegröße einige Siebe für beide Kulturen anpassen. Zum Beispiel sind Weizen und Roggen ähnlich genug, dass Sie beide Kulturen auf demselben Sieb reinigen können.

Unterschiedliche Kalibratoren unterscheiden sich in der Anzahl der Siebe. Das obere Sieb reinigt grobe Verunreinigungen, während die beiden unteren Siebe die Feinsäuberung durchführen und das Getreide in Fraktionen aufteilen. Dementsprechend kann ein richtig ausgewähltes oberes Sieb die Funktion der Reinigung grober Verunreinigungen für eine Reihe von Kulturen erfüllen.

Dies ist eine Art Vorreiniger. Die beiden unteren Siebe können für jede Kultur ausgewählt werden; in der Regel dauert es nur wenige Minuten, um die Siebe am Kalibrator zu wechseln.

Standardausrüstung: Separator, Siebset, Aspirationssystem.

Zusätzlich kann ein Frequenzumrichter genommen werden, der die Funktion der Geschwindigkeitsregelung und des Schutzsystems erfüllt.

Vorteile:

1) Mehrere Ebenen von Sieben
2) Günstige Kosten im Verhältnis zur Reinigungsqualität
3) Schneller Wechsel der Siebe

Nachteile:
5) Niedrige Leistung

4. Trommelseparator

Der Erfinder des Trommelseparators wird als Larmon William Eugen betrachtet. Er erfand ihn im Jahr 1900.

Tatsächlich ist dieser Typ von Getreidereiniger so alt wie der Gittertyp, aber es dauerte lange, bis er seine Beliebtheit und seinen Platz auf dem Markt erlangte.

Der moderne Trommelseparator (auch als Rotationsseparator bezeichnet) zeichnet sich heute durch seine beeindruckenden Abmessungen und eine sehr präzise Getreidereinigung aus. Der Trommelseparator ist für die Vorreinigung, Primär- und Sekundärreinigung von Getreide ausgelegt.
Funktionsprinzip:

Der Trommelreiniger besteht aus einer Trommel mit perforierten Sieben und einem Aspirator.

Der Aspirator entfernt alle feinen Verunreinigungen wie Staub, Hülsen und verschiedene Fremdkörper. Das Getreide wird dann an das Sieb übertragen. Die Trommel besteht normalerweise aus mehreren Sieben mit unterschiedlichen Maschendurchmessern. Die Maschengröße des ersten Siebs ist die kleinste. Die feinen Verunreinigungen fallen in das erste Sieb. Auf dem nächsten Sieb sind die Zellen bereits größer und gebrochenes Getreide fällt durch sie hindurch. Und die Zellen des dritten Siebs entsprechen der Größe der Kultur, die gerade auf dem Separator gereinigt wird.
Reinigungsstufen eines Rotationsreinigers:

1. Vorreinigung - Aspiration.

Verwenden Sie nur Aspiration, um leichte Verunreinigungen zu entfernen. Die Siebtrommel wird nicht verwendet. Wird bei der Getreideannahme verwendet.

2. Vorreinigung - Sortierung.

Verwendung von Aspiration zur Entfernung leichter Verunreinigungen. Die Trommel wird verwendet, um grobe Verunreinigungen zu entfernen. Wird bei der Getreideannahme oder bei der Handhabung von feuchtem Getreidematerial verwendet.

3. Siebreinigung - Trennung.

Verwendung von Aspiration zur Entfernung leichter Verunreinigungen. Verwendung des ersten (und zweiten) Siebs zum Sieben, alle anderen zur Vorsortierung. Wird vor dem Versand des Getreides zur Verarbeitung verwendet.

4. Reinigung des Trieurers Verwendung von Aspiration zur Entfernung leichter Verunreinigungen.

Verwendung von drei Sieben, um einen Siebvorgang für die Feinreinigung durchzuführen.

5. Kalibrierung Verwendung von Aspiration zur Entfernung leichter Verunreinigungen.

Verwendung aller Siebe, um den Siebvorgang für die Kalibrierung der Kultur durchzuführen.

Standardausrüstung: Trommelseparator, Aspirator, Steuerpult, ein Satz Siebe und Aspirationssystem (Ventilator und Zyklon mit Schleusentor)

5. Trier

Wahrscheinlich die professionellste, präziseste Maschine, die derzeit erhältlich ist. Es ist schwierig, in der ökologischen Landwirtschaft ohne diese Maschine auszukommen.

Der erste Trier wurde 1972 von der deutschen Firma KALKER TRIEURFABRIK FABR entwickelt. Das grundlegende Funktionsprinzip und die Technologie sind seitdem nahezu unverändert geblieben. Konstruktiv war es ein großer Durchbruch.

Der moderne Trier ist für die Reinigung von Getreide und Saatgutmaterial von Getreideähren, Körnerleguminosen, Getreide, Ölsaaten und anderen Kulturen von langen und kurzen Verunreinigungen (Hafer und Kukol) ausgelegt.

Funktionsprinzip:

Das Druschgerät besteht aus zwei Einheiten, die übereinander angeordnet sind: der unteren Hafer-Sammeldruscheinheit und der oberen Puppensammeldruscheinheit, die einen autonomen Antrieb haben. Die obere Einheit ist um 180° in Bezug auf die untere Einheit gedreht. Diese Anordnung der Einheit ermöglicht es, nach einem sequentiellen Reinigungsverfahren zu arbeiten: zuerst werden kurze Verunreinigungen ausgewählt, dann lange Verunreinigungen.

Das Funktionsprinzip basiert auf der Trennung des sortierten Materials nach Länge. Dazu wird die Zelle der Trieroberfläche verwendet, die in der Draufsicht eine kreisförmige Form und im Querschnitt eine rechteckige trapezförmige Form aufweist: mit einer geneigten Vorderwand, einer vertikalen Rückwand und einem Boden. Segmente mit Zellen sind so installiert, dass die geneigte Vorderwand der Zelle während der Rotation des Trieurzylinders über das verarbeitete Material läuft, um das Herunterfallen des Materials zu erleichtern, und dass das in die Zelle gefallene Material durch die hintere vertikale Wand in die Rinne ausgeworfen wird.

Das auf Luftsiebmaschinen verarbeitete Material, das lange, kurze Verunreinigungen und das Hauptgetreide enthält, gelangt durch den vorderen Empfänger allmählich in den rotierenden zellulären Trieurerzylinder des oberen Trieurers (Puppensammler) 1 und bewegt sich allmählich zum anderen Ende des Zylinders. Dabei transportiert die Trieroberfläche die in den Zellen angehäuften kurzen Verunreinigungen nach oben, da der Zelldurchmesser kleiner ist als die durchschnittliche Länge der Hauptkultur. Einmal nach oben gelangen sie in die Rinne und werden durch die Förderschnecke durch den hinteren Empfänger in den Abfallstrom abgeführt. Die im Inneren des Zylinders des Haferpickers verbliebenen langen Verunreinigungen werden durch eine Düse in den Zylinder des Haferpickers 2 abgeführt.

6. Schwerkrafttisch

Der Schwerkrafttisch ist eine Art Ausrüstung, die nach dem Unterschied des spezifischen Gewichts von Materialien und Verunreinigungen sortiert. Die Maschine ist für Fälle geeignet, in denen die Dichte der Feinteilchenseparation gleich ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Separatoren ist die Genauigkeit dieses Separators höher, aber die Kapazität ist niedrig, jedoch wird diese Maschine normalerweise nach der Vorreinigung des Getreides auf einem der oben genannten Separatoren verwendet. Und der Schwerkraftreiniger führt bereits die Endreinigung durch. Der densitometrische Tisch umfasst einen Rahmen, ein Windsystem, ein Vibrationssystem, einen Schwerkrafttisch.
Funktionsprinzip:

Wenn die Maschine arbeitet, werden die Materialien hauptsächlich von zwei Kräften beeinflusst: Windkraft und Vibrationsreibungskraft, die Sie einstellen können. Und auch der Neigungswinkel. Unter der Wirkung der Windkraft befinden sich die Materialien in Schwebe, leichte Materialien befinden sich oben und schwere Materialien unten, die Materialien werden geschichtet, die Vibration des Schwerkrafttisches bewirkt, dass die schweren Produkte auf dem Boden aufsteigen und die leichten Verunreinigungen oben unter der Wirkung der Windkraft nach unten fließen, wodurch die Trennung von Materialien und Verunreinigungen abgeschlossen wird.

7. Steinseparator

Dieser Separator ist dem Schwerkraftseparator sehr ähnlich, hat im Wesentlichen die meisten ähnlichen Mechanismen, ist jedoch für eine bestimmte Aufgabe angepasst - die Reinigung von Steinen. Maschinen zur Getreidesteinreinigung werden in der Mehl- und Lebensmittelindustrie verwendet, um verschiedene Getreidearten herzustellen, Kerne aus Sonnenblumen, Kürbissen und anderen Produkten zu extrahieren. Darüber hinaus werden Steinseparatoren zur Sortierung von Metallpartikeln aus Kunststoffabfällen, zur Trennung von Metallelementen aus Schlacke aus metallurgischer Schlacke und vielem mehr verwendet.

Das Funktionsprinzip von Steinscheidemaschinen besteht darin, das Produkt in zwei Fraktionen nach ihrem spezifischen Gewicht zu trennen. Dies ermöglicht es, schwere Verunreinigungen wie Steine, Glas, Metallpartikel usw. von gereinigten Produkten wie Getreide, Getreide, Kunststoffabfällen, metallurgischer Schlacke und so weiter zu isolieren.

Eine häufig gestellte Frage von Landwirten ist, ob es möglich ist, Steine mit einem Schwerkraftseparator zu reinigen. Die Antwort ist nein. Oder es wird nicht genau genug sein. Für diese Aufgabe wurde aus gutem Grund eine andere Art von Reinigungsgerät erfunden.

8. Optischer Sortierer

Hier ist auch so ein wunderbarer Separator.

Der moderne optische (auch als) Farbsortierer verwendet bis zu 3 sichtbare Wellenlängen und bietet eine hervorragende Farberkennung. Dank der InGaAs-Technologie entfernt er effektiv komplexe Fremdmaterialien und gewährleistet maximale Lebensmittelsicherheit. Das Prinzip nutzt zwei sichtbare Wellenlängen. Dies ermöglicht es, nicht nur helle und dunkle Defekte, sondern auch andere Farbvariationen zu erkennen. Man kann sagen, dass dies der erste Separator ist, der KI-Technologie hat, oder eher seine primitiven Algorithmen.

Das Auto ist unglaublich, aber seltsamerweise liegen die ersten Anfänge davon bereits im Jahr 1931.

Im Jahr 1931 führte die Electric Sorting Company die weltweit ersten Farbsortierer ein, die in der Bohnenindustrie installiert und verwendet wurden. Bereits 1937 war die optische Sortiertechnologie bereits so weit entwickelt, dass Systeme basierend auf dem Zweifarben-Auswahlprinzip erstellt werden konnten. In den folgenden Jahrzehnten entwickelte sich die Technologie sprunghaft weiter, und die optische Sortierung wurde in weitere Agrarsektoren eingeführt.

Diese Maschinen, obwohl teuer, sind zu einer nützlichen Erfindung geworden. Die Lebensmittelindustrie ist nur ein kleiner Teil davon, wo sie verwendet werden. Sie werden auch in der Metall-, Kunststoff- und Weinindustrie eingesetzt.

Es sollte jedoch verstanden werden, dass selbst eine so technologisch fortschrittliche Maschine keine 100%ige Reinigung gewährleistet.

Für beste und optimale Ergebnisse sollten Sie gleichzeitig 2-3 Arten von Reinigern haben.

Fazit

Als ich in diesem engen Bereich anfing, wurde mir klar, dass viele Landwirte nicht genau wissen, was sie brauchen. Welche Kapazität, welcher Typ von Separator, ob ein bestimmter ausreicht. Es dämmerte mir, dass die meisten Landwirte nicht viel über diese Ausrüstung wissen, und die Informationen im Internet sind sehr verstreut und unklar. So entstand die Idee, diesen Artikel zu schreiben. Ich beschloss, dass ich über das Thema Getreidereiniger so klar und unterhaltsam wie möglich schreiben wollte.
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Der Artikel wurde von Velikov Mykhailo geschrieben.