Технологическая схема процесса послеуборочной обработки зерна

1.2.Обоснование технологии послеуборочной обработки зерна

В зависимости от назначения зерна и, исходя из зональных особенностей, технология послеуборочной обработки предусматривает выполнение следующих операций:
- предварительную очистку;
- временное хранение - консервацию зернового вороха;
- сушку;
- первичную очистку;
- вторичную очистку - сортирование, протравливание, воздушно-тепловой обогрев и др.
Зерновой ворох, поступающий на пункт послеуборочной обработки зерна после комбайнирования, имеет широкий диапазон изменения влажности и засоренности; в сырой зерновой массе происходят процессы дыхания и развития микроорганизмов и плесени, что обусловливает необходимость в кратчайший срок отделить от зерна посторонние примеси и высушить зерно, доведя его до кондиций, пригодных к хранению.
При разработке технологии послеуборочной обработки зерна необходимо учитывать следующее:
- влажность и засоренность зернового вороха и характер их изменения во времени;
- интенсивность (плотность) потока (объема поступления в единицу времени) зернового вороха;
- количество и возможную очередность поступления зерна различных культур;
- назначением обрабатываемого зернового материала;
- специализацию предприятия на производстве зерна различного назначения.

1.2.1. Предварительная очистка зернового вороха

Предварительная очистка имеет своей целью удаление грубых и легких примесей, частичное обеспыливание зернового вороха, выделение из материала наиболее влажных частиц растений. Для предварительной очистки зернового вороха применяют, как правило, воздушно-решетные машины. Эти машины должны удовлетворять следующим требованиям: они должны снижать содержание сорных примесей в зерновом ворохе до 3%, в том числе соломистых примесей до 0,2%, полностью отделять примеси шириной более 20 мм, потери основного зерна в отходы не должны превышать 0,05%, дробление зерна не должно превышать 0,1%.
Предварительная очистка освобождает зерновой ворох от фракций, нарушающих работу сушилок (грубых соломистых примесей) и в то же время сохраняет фуражные примеси, которые затем доводятся в сушилке до кондиций пригодных к хранению. Кроме того, в процессе предварительной очистки из зернового вороха удаляют наиболее влажные частицы (зеленые части растений и т.д.), в результате чего влажность зернового вороха снижается на 1,5...2%, что позволяет снизить затраты энергии на послеуборочную сушку зерна.



1.2.2. Временное хранение зернового вороха
Технологией послеуборочной обработки предусматривается временное хранение зернового вороха высокой влажности, так как пропускная способность сушильных установок большей частью недостаточна для немедленной переработки всего зерна. Срок безопасного хранения влажного зернового вороха зависит от начальной влажности, засоренности, условий хранения. Для основной массы зернового вороха, поступающего на ЗОСП в условиях зоны Красноярской лесостепи (при влажности 25-30% и температуре 10-15°С) предельные сроки безопасного хранения не превышают одни сутки. Снижая температуру зерна с повышенной влажностью, можно на некоторое время предохранить зерно от порчи. Для отвода теплоты из зернового вороха используют установки активного вентилирования. Зерновой ворох, доставляемый от комбайнов, необходимо в течении нескольких часов очистить и законсервировать до сушки на установках активного вентилирования.
Активное вентилирование зернового вороха позволяет не только продлить срок безопасного хранения зерна без потерь его посевных и продовольственных качеств, но и удалить из зернового вороха часть содержащейся в ней влаги. При этом влажность зерна может снизиться на 1...2%, что также позволяет снизить энергозатраты на сушку зерна.


1.2.3. Сушка зерна

Для длительного сохранения посевных и продовольственных качеств зерна его необходимо высушить до влажности 14%.
Сушка - это сложный технологический процесс, при котором свойства зерна должны быть не только сохранены, но и улучшены. Сушка ускоряет


послеуборочное дозревание, предупреждает появление вредителей хлебных запасов и способствует длительной сохранности урожая. В процессе сушки происходит уменьшение влажности зернового материала при соответствующем каждой культуре режиме съема влаги, не ухудшающем ее продовольственные и семенные качества.
Существует несколько способов сушки зерна: естественная сушка на открытой площадке, искусственная сушка в зерносушилке кондуктивная (контактная), конвективная, радиационная, сушка токами высокой частоты, сублимационная, сорбционная и т. д.
В настоящее время наибольшее распространение получили конвективные зерносушильные установки.
Технологический процесс конвективной сушки заключается в продувании влажного зерна теплоносителем (смесью топочных газов с воздухом или нагретым воздухом). Теплоноситель проникает в слой зерна, нагревает его и поглощает влагу, которая выносится вместе с теплоносителем. Высушиваемый материал перемещают с небольшой скоростью в потоке теплоносителя. После сушки зерно охлаждают, продувая его холодным воздухом. Зерносушилка должна обеспечить определенный и постоянный режим сушки, регулируемый температурой теплоносителя, толщиной слоя зерна и скоростью движения теплоносителя сквозь слой зерна.
Для сохранения продовольственных и семенных качеств зерна температура нагрева продовольственного зерна не должна превышать 55°С, семенного 40°С. При этом температура теплоносителя при сушке семенного зерна составляет для наиболее распространенных культур 50...70°С, при сушке продовольственного зерна 70... 150°С.
За один проход через сушилку при сушке семенного зерна его влажность должна снижаться не более чем на 3%. Это предотвращает деформацию зерна и гибель зародыша. При сушке продовольственного зерна снижение влажности не должно превышать 6% за один проход через сушилку. Зерно должно сушиться тонким слоем, чтобы условия для всех зерен были по возможности одинаковыми.
После сушки зерно охлаждают так, чтобы температура его при выходе из охладительной камеры не превышала температуру наружного воздуха более чем на Ю...15°С. После сушки и охлаждения в зерновой массе не должно быть зерен подгорелых, вздутых или с лопнувшими оболочками. Дробление и обрушивание зерна не должно превышать 0,35%.
Практика показывает, что для зоны повышенного увлажнения сушка является наиболее энергоемким и дорогостоящим процессом в технологии послеуборочной обработки зерна.

1.2.4.Первичная очистка зерна

Процесс первичной очитки зерна включает в себя отделение семян сорняков и культурных растений других видов, органических и минеральных примесей, поврежденных и неполноценных зерен основной культуры. При сортировке происходит разделение семян основной культуры на сорта по какому либо свойству (размеру, парусности т.п.) с целью выделения наиболее полноценной фракции для посева или продовольственных целей.
Для первичной очистки зерна могут применяться воздушно-решетные машины или воздушно-решетно-триерные. Машины должны разделять поступающий зерновой материал на три фракции: зерно первого сорта, зерно второго сорта, отходы. При однократной обработке зерновой материал должен полностью очищаться от отходов до норм первого класса ГОСТа по содержанию семян основной культуры и до норм второго класса ГОСТа на семена по содержанию семян других культур.

1.2.5.Вторичная очистка зерна

На машины вторичной очистки в значительной степени возлагаются функции сортирования материала. Эти машины имеют более развитые рабочие органы по сравнению с машинами первичной очистки. Для вторичной очистки зерна применяются, как правило, воздушно-решетно-триерные машины.
Воздушная система выделяет легкие примеси и легкую фракцию основной культуры; решетная часть выделяет два сорта основной культуры; триерные рабочие органы осуществляют разделение зерновой смеси по длине входящих в нее частиц.


1.2. 6.Специальная обработка семян

Специальная обработка семян производится в особых случаях для очистки семян от трудноотделимых примесей. Несмотря на то, что эти машины не распространены широко, их значение в подготовке семенного материала трудно переоценить. Машины этой группы осуществляют разделение зерновой смеси на две группы: промеси и мелкосеменное зерно, и качественные семена.
На пункт обработки доставляют, как правило, сырое зерно, которое имеет ограниченные сроки хранения. В связи с этим в дипломном проекте поставлены следующие задачи:
- с целью исключения порчи зерна на пункте ПОЗ предусмотреть оборудование для временного хранения зернового вороха;
- разработать технологию и выбрать оборудование, которое бы обеспечивало сохранность зернового вороха при хранении, причем с наименьшими затратами.
В соответствии с поставленными задачами предлагается технология послеуборочной обработки зерна, представленная на рисунке 2. Она предусматривает выполнение следующих операций:
- транспортирование зернового вороха от комбайнов на пункт послеуборочной обработки с помощью машин ГАЗ-53 или машинно-транспортных агрегатов МТЗ-80/82+2ПТС-4М;
- предварительная очистка зернового вороха машиной ОВС-25;
- временное хранение и активное вентилирование зерна в бункерах БВ-25;
- консервация фуражного зерна химическими препаратами и сушка семенного и продовольственного зерна в ромбических сушилках;
- первичная, вторичная очистка и сортирование семенного и продовольственного зерна машиной СМ-4;
- хранение зерна на складе.



Транспортировка
Предварительная очистка
Сушка
Первичная, вторичная очистка и сортирование
Хранение
Рисунок 1 Структурная схема операций послеуборочной обработки зерновых культур: 1 - семенное и продовольственное зерно; 2 - фуражное зерно
Предлагаемая технология позволяет:
1. Значительно уменьшить затраты на послеуборочную обработку зерна. Это связано с тем, что большая часть его в хозяйстве идет на корм скоту (фуражное зерно) и, устранив наиболее энергоемкую операцию - сушку, мы резко снизим его себестоимость;
2. По сравнению с традиционными способами подготовки к хранению (сушка, хранение в герметичных условиях, охлаждение) обработка влажного зерна химическими консервантами способствует лучшему сохранению высокого качества зерна и его питательной ценности. Активно воздействуя на микрофлору и жизнеспособность зерна химические консерванты обеспечивают в течении длительного срока (до года) сохранение его кормовой ценности;
3. Химическое консервирование зерна повышенной влажности обеспечивает не только его надежную сохранность, но и обеззараживает от вредной микрофлоры;
4. Качество влажного зерна, обработанного химическими консервантами, не уступает качеству высушенного или силосованного зерна. Консервированное зерно хорошо поедается и усваивается животными. Особенно эффективно скармливание плющеного или измельченного консервированного зерна крупному рогатому скоту (привесы увеличиваются в среднем на 5%);


5. Рисунок 2 Структурная схема предлагаемой технологии послеуборочной обработки
6. зерновых культур: 1- фуражное зерно; 2- семенное и продовольственное зерно
5. Сократить сроки послеуборочной обработки зерна. Так как производительность пункта ПОЗ определяется пропускной способностью сушилки, то при поступлении на пункт большого количества влажного зерна послеуборочная обработка затягивается. Исключив операцию сушки для фуражного зерна, мы сократим сроки его обработки, так как производительность оборудования для консервации зерна практически не зависит от его влажности;
6. Практически исключить самосогревание и порчу зерна при его временном хранении перед сушкой и консервацией, благодаря наличию бункеров активного вентилирования зерна БВ-25.