Сепаратори для очищення зерна. Що це таке? Як вони працюють. І для чого вони підходять?

Очищення зерна, або як його ще називають - сортування, очищення зерна, трієр.
- це спеціально розроблена машина для одного завдання - очищення зерна та різних культур.
Ще в 1313 році стародавній Китай вперше використав обертовий вентилятор, який створював потік повітря для відділення полови від зерна, але це ще далеко від сепаратора у вигляді, до якого ми звикли. Перший очищувач зерна, який мав схожість з сучасними очищувачами зерна, був розроблений у США в 1883 році містером Вілкоксом.

Він вже мав основні принципи сучасного сортувальника - такі як воронка, в яку входить зерно; сито, яке очищає продукт за допомогою його розміру, а також вентилятор, хоча й примітивний.

Якщо є один момент в історії, коли почалися щорічні інновації для зернових сепараторів, то це саме цей момент. З того часу було видано понад 2700 патентів, і це лише ті, що офіційно зареєстровані в Європі та США, які стосуються самих машин.

Як і чому вони важливі сьогодні?

Сучасні зернові сепаратори ─ є незамінним обладнанням при обробці зернових культур, а також при виробництві круп, борошна та інших поживних продуктів. Це обладнання використовується для первинних і наступних етапів обробки зерна. Цей агрегат відокремлює домішки, дрібні сторонні тіла від усієї маси зерна з метою якісного очищення сировини та її подачі на переробну лінію.

Розглянемо, для чого це обладнання потрібне на прикладі.

Після збирання врожаю фермери мають виконати багато роботи, щоб переконатися, що зерно готове до передачі споживачам: переробним заводам, харчовим заводам та супермаркетам.

На початку зібране з поля зерно потрапляє на приймальні та переробні заводи з домішками: зерно іншої культури, пісок, ґрунт, камінці, бур'яни, солома та залишки колосків, полова. За різними статистичними даними, такі домішки становлять від 10 до 40%. Для довгострокового зберігання та відмінної якості готової продукції всі домішки повинні бути видалені. Якщо зерно не вчасно або погано очищене, його вологість швидко підвищиться, почнеться процес самонагрівання, з'явиться пліснява, а відповідно, погіршаться посівні та товарні якості продукції. Є навіть ризик псування всього врожаю.

Підсумовуючи, ми маємо дві причини, чому сепаратор є критичним і необхідним винаходом на сьогоднішній день:

1. Ціна продукції падає, що є поганим з економічної та бізнесової точки зору

2. Кількість якісного зерна зменшується, що є поганим для гуманітарного та продовольчого секторів

Висновок: підвищені вимоги до якості зерна та зацікавленість багатьох фермерів у власному виробництві поживних продуктів є основними причинами, чому в останні роки зернові сепаратори стають все більш актуальним продуктом, про що свідчить зростаюча кількість цих машин на рекламних платформах в Європі, США.

Види очищувачів

Очищувачі зерна варіюються від найпростіших пристроїв, здатних лише очищати врожай від пилу та відходів, до більш складних - здатних на високоякісне повне очищення від зовнішніх домішок та сортування, калібрування за розміром, вагою та іншими характеристиками. Наприклад, такі високоточні пристрої широко використовуються в кондитерській промисловості для відділення насіння одного розміру від загальної маси очищених насіння соняшнику, при передпосівній підготовці для калібрування насіння.

Більшість очищувачів зерна поділяються на наступні типи:

- Аеродинамічні сепаратори;
- Калібратори;
- Решіткові сепаратори;
- Барабанні сепаратори;
- Трієрні установки;
- Гравітаційні сепаратори;
- Круглі очищувачі;
- Дензитометричний стіл;
- Оптичні сортувальники

Існують і інші сепаратори, але вони вже зазвичай походять з вищезазначених.

Мабуть, єдиним загальним принципом роботи будь-якого сепаратора є те, що насіння рослин можуть відрізнятися за вагою, товщиною, шириною, а відповідно й аеродинамічними властивостями, і відповідно до цих відмінностей зерно очищається на будь-якому сепараторі.
Обробка зерна в основному включає поділ врожаю на принаймні такі 4 фракції:
1. громіздкі відходи;
2. грубо відібране зерно, призначене для виробництва продуктів харчування та для посіву;
3. кормове зерно;
4. дрібні сміття та пил.

Однак очищувачі зерна відрізняються за іншими характеристиками. Давайте розглянемо особливості кожного з них, їхні відмінності, переваги, недоліки і для кого вони призначені.

1. Очищувачі/Сепаратори ситові

Мабуть, найстаріший тип сепаратора. І, чесно кажучи, він не втратив жодної актуальності, незважаючи на появу багатьох нових типів очищувачів зерна.

Принцип роботи:

Особливістю ситових сепараторів є те, що розділення на фракції відбувається на ситах, які, в свою чергу, закріплені на рамі. Висока якість очищення досягається завдяки трансляційно-обертовому руху ситових конструкцій, закріплених під різними кутами.

Сита відрізняються за розміром отворів, кожне сито виконує іншу функцію в очищенні і сортуванні зерна на різні фракції.

Схематична схема решіткових сепараторів.

Стандартне обладнання: сепаратор, аспіраційні системи, набір сит. Додаткові аксесуари: вентилятор, циклон, стійка.

Не тільки цей сепаратор не втратив своєї актуальності через десятиліття, але він залишається найпоширенішим сепаратором на ринку. Причина досить проста: нові типи сепараторів стали загалом більш завданнями орієнтованими. У свою чергу, решітковий сепаратор і до сьогодні буде добре виконувати будь-яке завдання, що стоїть перед будь-яким фермером, але якісний решітковий сепаратор недешевий, тому багато фермерів просто не потребують його, і тут ми переходимо до кількох альтернатив для них.

2. Аеродинамічний очищувач зерна

Цей сепаратор є найсучаснішим.

Важко сказати точно, коли ці машини вперше з'явилися. Технологія аеродинамічного розділення твердих тіл була запатентована в 1975 році легендарною австралійською зерновою компанією Hannaford, але немає жодних доказів, що на той час уже існував сепаратор, який використовував цю технологію. Цей тип з'явився на ринку лише в останні кілька десятиліть і майже відразу знайшов покупця, що не дивно.

Принцип роботи досить простий:
В аеродинамічному сепараторі очищуваний матеріал піддається впливу струменя нагрітого повітря. Потужний потік повітря здуває пил та легкі домішки, важкі домішки падають вниз, а зерна за вагою та розміром (з різними аеродинамічними властивостями) розподіляються по комірках, які можуть налічувати від 5 до 8, що, до речі, є перевагою порівняно з іншими зерноочищувачами. Деякому фермеру не важливо, щоб зерно розподілялося на таку кількість фракцій, і він просто об'єднує деякі з них. Але багато хто це робить, і таким чином це або не заважає фермеру, або є важливою перевагою.
Оскільки процес обробки в аеродинамічній машині базується на впливі потужного повітряного потоку, насправді немає контакту з твердими поверхнями, як у випадку з решітковими машинами, наприклад. Це запобігає травмуванню та порушенню цілісності оболонки зерна.

Ці сепаратори є найдешевшими та найдоступнішими на ринку, і ви не повинні очікувати від них неймовірної якості очищення зерна. Малоймовірно, що ці сепаратори будуть використовуватися у виробництві гірчиці, навіть на місцевому рівні. Але для малого та середнього фермера вони є відмінним вибором. Через те, що ці сепаратори не потребують сит, вони очищають більшість харчових, кормових і промислових культур. Відповідно, період окупності будь-якої з моделей уже в перший сезон використання, на відміну від ситових і трієрних моделей.

Стандартне обладнання: сепаратор, шафа керування, аспіраційна камера.

Переваги:
1. Більше фракцій зерна
2. Низька ціна
3. Швидка окупність
4. Низьке споживання енергії
5. Зерно не травмується

Недоліки:
Нижча ефективність очищення зерна

3. Калібратор

Калібратор фактично є спрощеним підвидом ситового сепаратора.

Принцип роботи також полягає в русі сит відносно один одного, є спрощена аспіраційна система, вентилятор.
Основні відмінності пов'язані з тим, що цей тип зерноочисника орієнтований на дрібних фермерів. Його продуктивність значно нижча, залежно від виробника та моделі (від 300 кг до 5 тонн на годину), але якість очищення зерна дуже висока. Потрібно розуміти, що якість очищення залежить перш за все від того, наскільки добре підібрані сита для певної культури. Якщо розмір сита підібраний точно, скарг на якість очищення не буде.

Потрібно заздалегідь знати, які культури ви плануєте очищувати. Якщо культур кілька, і ви хочете якісне очищення, потрібно підбирати для кожної культури окремо. Однак якщо для вас важливо заощадити, у випадку схожих культур за розміром зерна деякі сита можна адаптувати для обох культур. Наприклад, пшениця та жито досить схожі, щоб можна було очищувати обидві культури на одному ситі.

Різні калібратори відрізняються за кількістю сит. Верхнє сито очищує великі домішки, тоді як два нижні сита виконують дрібне очищення та розділення зерна на фракції. Відповідно, правильно підібране верхнє сито може виконувати функцію очищення великих домішок для ряду культур.

Це своєрідний передочищувач. Два нижні сита можна підібрати для кожної культури; зазвичай на зміну сит на калібраторі потрібно всього кілька хвилин.

Стандартне обладнання: сепаратор, набір сит, аспіраційна система.

Додатково можна взяти частотний перетворювач, який виконує функцію регулювання швидкості та системи захисту.

Переваги:

1) Кілька рівнів сит
2) Дешеві витрати у співвідношенні до якості очищення
3) Швидка зміна сит Недоліки:
5) Низька продуктивність

4. Барабанний сепаратор

Винахідником барабанного сепаратора вважається Лармон Вільям Юджен. Він винайшов його в 1900 році.

Фактично цей тип зерноочисника такий же старий, як і решітковий тип, але йому знадобилося багато часу, щоб завоювати свою популярність та місце на ринку.

Сучасний барабанний сепаратор (також званий ротаційним сепаратором) сьогодні характеризується своїми вражаючими розмірами та дуже точною очисткою зерна. Барабанний сепаратор призначений для попереднього, первинного та вторинного очищення зерна.
Принцип роботи:

Барабанний очищувач складається з барабана з перфорованими ситами та аспіратора.

Аспіратор видаляє всі дрібні домішки, такі як пил, лушпиння та різні сторонні частки. Потім зерно передається на сито. Барабан зазвичай складається з кількох сит із різними діаметрами отворів. Розмір отворів першого сита найменший. Дрібні домішки просипаються в перше сито. На наступному ситі осередки вже більші, і крізь них просипаються зламані зерна. А осередки третього сита відповідають розміру культури, яка в даний момент очищується на сепараторі.
Етапи очищення ротаційного очищувача:

1. Попереднє очищення - аспірація.

Використовуйте тільки аспірацію для видалення легких домішок. Сита барабана не використовуються. Використовується під час прийому зерна.

2. Попереднє очищення - сортування.

Використання аспірації для видалення легких домішок. Барабан використовується для видалення грубих домішок. Використовується під час прийому зерна або при обробці вологого зернового матеріалу.

3. Ситове очищення - розділення.

Використання аспірації для видалення легких домішок. Використання першого (і другого) сит для просіювання, всі інші для попереднього сортування. Використовується перед відправленням зерна на переробку.

4. Очищення трієра Використання аспірації для видалення легких домішок.

Використання трьох сит для виконання операції просіювання для тонкого очищення.

5. Калібрування Використання аспірації для видалення легких домішок.

Використання всіх сит для виконання операції просіювання для калібрування культури.

Стандартне обладнання: барабанний сепаратор, аспіратор, пульт управління, набір екранів і аспіраційна система (вентилятор і циклон із шлюзом)

5. Трієр

Мабуть, найбільш професійна, точна машина, яка наразі доступна. Складно обійтися без цієї машини в органічному землеробстві.

Перший трієр був розроблений німецькою компанією KALKER TRIEURFABRIK FABR у 1972 році. Основний принцип роботи та технологія з того часу майже не змінилися. Конструктивно це був великий прорив.

Сучасний трієр призначений для очищення зерна та насіннєвого матеріалу зернових колосових, зернобобових, круп'яних, олійних та інших культур від довгих і коротких домішок (вівсюг і кукіль).

Принцип роботи:

Друшильний агрегат складається з двох блоків, розташованих один над одним: нижнього друшильного блоку для збору вівсюгу і верхнього друшильного блоку для збору кукілю, які мають автономний привід. Верхній блок повернутий на 180° по відношенню до нижнього блоку. Така компоновка агрегату дозволяє працювати за послідовною схемою очищення: спочатку відбираються короткі домішки, потім довгі домішки.

Принцип роботи базується на поділі матеріалу, що сортується, за довжиною. Для цього використовується ячейка поверхні трієра, яка має круглу форму в плані і прямокутну трапецієподібну форму в розрізі: з нахиленою передньою стінкою, вертикальною задньою стінкою і дном. Сегменти з ячейками встановлені таким чином, щоб нахилена передня стінка ячейки під час обертання циліндра трієра прокочувалася по оброблюваному матеріалу для полегшення падіння матеріалу, і щоб матеріал, що впав у ячейку, викидався в лоток задньою вертикальною стінкою.

Матеріал, оброблений на повітряно-ситових машинах, що містить довгі, короткі домішки і основне зерно, надходить через передній приймач поступово в обертовий ячейковий циліндр трієра верхнього трієра (кукільник) 1 і поступово переміщується до іншого кінця циліндра. При цьому поверхня трієра захоплює вгору короткі домішки, складені в ячейки, оскільки діаметр ячейки менший за середню довжину основної культури. Піднявшись вгору, вони випадають у лоток і відводяться шнеком через задній приймач у потік відходів. Довгі домішки, що залишилися всередині циліндра вівсюжника, відводяться через штуцер у циліндр вівсюжника 2.

6. Гравітаційний стіл

Гравітаційний стіл - це вид обладнання, який сортує за різницею питомої ваги матеріалів та домішок. Машина підходить для тих випадків, коли щільність поділу дрібних частинок однакова. У порівнянні зі звичайними сепараторами, точність цього сепаратора вища, але потужність низька, однак ця машина зазвичай використовується після попереднього очищення зерна на одному з вищезазначених сепараторів. І гравітаційний очищувач вже проводить кінцеве очищення. Дензитометричний стіл включає раму, вітрову систему, вібраційну систему, гравітаційний стіл.
Принцип роботи:

Коли машина працює, матеріали в основному піддаються впливу двох сил: вітрової сили і сили вібраційного тертя, які можна налаштовувати. А також кут нахилу. Під дією вітрової сили матеріали знаходяться в підвішеному стані, легкі матеріали знаходяться зверху, а важкі - знизу, матеріали розшаровуються, вібрація гравітаційного столу змушує важкі продукти на дні підніматися, а легкі домішки зверху під дією вітрової сили текти вниз, таким чином завершуючи поділ матеріалів та домішок.

7. Очищувач каміння

Цей сепаратор дуже схожий на гравітаційний сепаратор, маючи по суті більшість схожих механізмів, однак він пристосований для конкретного завдання - очищення каміння. Машини для очищення зерна від каміння використовуються у борошномельній і харчовій промисловості для створення різноманітних круп, видалення ядер соняшників, гарбузів та інших продуктів. Крім того, сепаратори для каміння використовуються для сортування металевих частинок із пластикових відходів, розділення металевих елементів із шлаку з металургійного шлаку та багато іншого.

Принцип роботи машин для очищення каміння полягає у поділі продукту на дві фракції на основі їхньої питомої ваги. Це дозволяє виділяти важкі домішки, такі як каміння, скло, металеві частинки тощо, з очищених продуктів, таких як зерно, крупи, пластикові відходи, металургійний шлак тощо.

Фермери часто запитують, чи можна очищати каміння за допомогою гравітаційного сепаратора. Відповідь - ні. Або це буде не досить точно. Для цього завдання було винайдено інший тип очищувача.

8. Оптичний сортувальник

Ось ще один чудовий сепаратор.

Сучасний оптичний (також званий) колірний сортувальник використовує до 3 видимих ​​довжин хвиль, забезпечуючи чудове розпізнавання кольорів, а завдяки технології InGaAs він ефективно видаляє складні сторонні матеріали, забезпечуючи максимальну безпеку продуктів харчування. Принцип використовує дві видимі довжини хвиль. Це дозволяє виявляти не тільки світлі та темні дефекти, але й інші колірні варіації. Можна сказати, що це перший сепаратор, який має технологію ШІ, точніше її примітивні алгоритми.

Машина неймовірна, але дивно, що перші зачатки цієї технології були ще в 1931 році.

У 1931 році компанія Electric Sorting Company вперше впровадила у світі колірні сортувальники, які встановлювалися та використовувалися в галузі обробки бобів. Вже в 1937 році оптична сортувальна технологія була настільки вдосконалена, що дозволила створити системи на основі принципу вибору двох кольорів. У наступні десятиліття технологія розвивалася семимильними кроками, і оптичне сортування було впроваджено в інші сектори сільського господарства.

Ці машини, хоч і дорогі, стали корисним винаходом. Харчова промисловість - це лише мала частина того, де вони використовуються. Вони також використовуються в металургійній, пластиковій та виноробній промисловості.

Однак слід розуміти, що навіть така технологічно вдосконалена машина не дає 100% очищення.

Для найкращих і оптимальних результатів слід мати одночасно 2-3 типи очищувачів.

Висновок

Коли я почав працювати в цій вузькій галузі, я зрозумів, що багато фермерів не знають точно, що їм потрібно. Яка потужність, який тип сепаратора, чи вистачить одного конкретного. Мені дійшло, що більшість фермерів мало знають про це обладнання, а інформація в інтернеті дуже розпорошена та незрозуміла. Так виникла ідея написати цю статтю. Я вирішив, що хочу написати про тему очищувачів зерна максимально зрозуміло та цікаво.
Більшість із цих очищувачів ви можете знайти на нашому сайті, а якщо не знайдете - ви можете залишити своє бажання, і ми знайдемо індивідуальне рішення.


Дякую за увагу, за будь-якими питаннями ви можете звертатися на нашу електронну пошту - m.velikov@agrivel.com

Статтю написав Великов Михайло