Технология подготовки фуражного зерна к плющению с использованием универсального гравитационного сепаратора

В России одной из стратегических отраслей экономики является сельскохозяйственное производство, предназначенное обеспечивать снабжение населения страны высококачественными продуктами питания.

Зерно является одним из важнейших продуктов сельского хозяйства. Это связано с тем, что из него вырабатывают продукты питания, пользующиеся повседневным спросом у населения, такие как хлеб, мука, крупа, макаронные изделия, а также, что немаловажно, приготавливают корма для сельскохозяйственных животных.

Зерновой материал, после выделения его из вороха, представляет в большинстве случаев смесь, состоящую из семян основной культуры, семян посторонних растений культурных и сорных и наконец, примеси разнородного сора минерального, органического и даже металлического происхождения. Основным этапом производства зерна является его послеуборочная обработка, которая включает процесс очистки. В задачу очистки, прежде всего, входит удаление из материала всех посторонних примесей и получение в чистом виде зерен основной культуры.

Фуражное зерно, предназначенное для обработки плющением и дальнейшего скармливания сельскохозяйственным животным, должно проходить предварительную очистку. Особенно важно очистить зерновой материал от примесей, имеющих большую твердость и размеры, которые выходят за пределы некоторого значения, при плющении зерна на вальцовых плющилках. При попадании такого рода частиц в процессе плющения в общую массу материала приводит к нарушению поверхности вальцов плющилки, образованию различного рода вмятин и царапин, а так же к ухудшению качества скармливаемого зерна, что в свою очередь может быть следствием отравления животных.

Имеющаяся на данный момент сельскохозяйственная техника для послеуборочной обработки зерна материально устарела и не соответствует современным условиям конкурентоспособности, так как в экономике страны, в том числе и сельском хозяйстве, произошли структурные изменения. Износ зерноочистительной техники, находящийся на данный момент в сельском хозяйстве нашей страны составляет 65−75%. Оснащенность крупных хозяйств данной техникой не более 40%, а малые фермерские хозяйства вовсе не обеспечены ею, из-за высоких затрат на приобретение. При этом оборудование для очистки зерна по своим эксплуатационным показателям: надежности, эффективности, удельной производительности и энергоёмкости не соответствует возрастающим требованиям сельского хозяйства, промышленности и потребителя.

Развитие материально-технической базы послеуборочной обработки зерна возможно только на основе новых знаний и технических решений, позволяющих создавать технологически эффективные комплексы послеуборочной обработки зерна и подготовки семян.

В существующих сепараторах наиболее широко применяют решетные рабочие органы, конструктивное исполнение которых не позволяет использовать их для нескольких культур одновременно, а также приводит к усложнению процессов очистки, снижению надежности машин и росту энергозатрат, как на стадии изготовления, так и в процессе эксплуатации.

В этой связи разработка и обоснование основных конструктивных и технологических параметров новых сепарирующих рабочих органов и машин, адаптированных к многообразию условий производства, на принципах самотечного движения материала под действием гравитационных сил является актуальной.

В связи с вышесказанным целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности процесса приготовления плющеного фуражного зерна, предназначенного для скармливания сельскохозяйственным животным, за счет его очистки от посторонних примесей на универсальном гравитационном сепараторе.

Народнохозяйственное значение выполненной работы заключается в исключения попадания в рационы сельскохозяйственных животных и птиц посторонних примесей, что снижает их заболеваемость, сохраняет продуктивность, а так же повышает эксплуатационную надежность машин, измельчающих зерно.

Основные полученные результаты, выносимые на защиту: модель функционирования технологической линии приготовления плющеного фуражного зерна для сельскохозяйственных животных с использованием гравитационного сепаратора для его очисткипоказатели физико-механических характеристик и свойств принятых к исследованию видов зернаконструктивно-технологическую схему универсального гравитационного сепаратора;

— теоретическое и экспериментальные обоснования параметров и режимов работы гравитационного сепараторарезультаты проверки предложенных конструктивных и технологических решений в производственных условиях и оценка эффективности работы гравитационного сепаратора.

4.4.5. Результаты исследования влияния подачи зернового материала на эффективность выделения примесей.

Результаты полученные в ходе лабораторных исследований, представлены в приложении К. Графическая зависимость влияния подачи зернового материала С) на эффективность выделения примесей е на пшенице, ячмене и овсе представлена на рисунке 4.14. %.

Рисунок 4.14 — График зависимости эффективности выделения примесей е от подачи зернового материала р.

Анализ экспериментальных данных показал, что при увеличении подачи зернового материала до 10 т/ч для пшеницы, эффективность очистки как мелких, так и крупных примесей максимальна, для ячменя и овса до 9 т/ч. При дальнейшем увеличении подачи с 10 до 16 т/ч для пшеницы и с 9 т/ч для ячменя и овса эффективность выделения мелких и крупных примесей резко снижается.

Падение эффективности выделения мелких и крупных примесей при увеличении подачи зернового материала можно объяснить тем, что мелкие частицы примеси не успевают пройти через слой зернового материала и увлекаются зерновым потоком в канал для очищенного зерна.

4.5. Исследование совместного влияния параметров универсального гравитационного сепаратора на процесс сепарации.

Для установления совместного влияния выбранных параметров универсального гравитационного сепаратора на эффективность выделения примесей нами была проведена серия многофакторных экспериментов. Исследования проводились с использованием методов планирования эксперимента [10, 29, 95, 96, 111, 112].

В качестве фактора оптимизации была выбрана эффективность выделения примесей из основной массы зерна. Диапазоны варьирования факторов были выбраны в ходе поисковых экспериментов. Они приведены в таблице 4.1.