«Вузькі місця» післязбирального очищення зерна

Збиральні роботи слід проводитися ритмічно й швидко. Стигле зерно в полі не завжди буває сухим, особливо це стосується пізньостиглих культур. До того ж навіть сухе зерно часто надходить на обмолочування разом із вологими частками вегетативної маси культурних рослин і бур’янів. Зазначені обставини істотно знижують ефективність обмолоту. Тому цілком закономірно, що, попри використання сучасних зернозбиральних комбайнів, зібрана зернова маса має підвищену вологість і засміченість, низьку сипкість і пористість. А це — фактори, що викликають її самозігрівання. Таку зернову масу слід негайно очистити і в разі потреби піддати сушінню.

Навіть за високого рівня оснащення господарства новою збиральною технікою швидкість і ритмічність жнив істотно залежить від продуктивності післязбирального очищення зерна. Затримка із його очищенням не тільки підсилює загрозу його псування, а й призводить до простоїв технологічного автотранспорту і збиральної техніки, а отже, до втрат урожаю в полі.

Післязбиральне очищення зерна включає етапи попереднього та первинного очищення, які за потреби застосовують залежно від поточної кондиції зібраної зернової маси та цілей подальшого використання зерна. Попереднє очищення включає видалення грубих, великих, дрібних і легких домішок або деяких із них залежно від потреби. Його завдання — швидке видалення вологих домішок, що забезпечує тимчасове зберігання зерна перед сушінням і набуття ним стану сипкості, яка потрібна для виконання цієї операції. Крім того, в рамках попередньої обробки проводять очищення сухої, але дуже засміченої зернової маси з умістом домішок понад 10%. Таке попереднє очищення призначене для підвищення сипкості зерна, що дає можливість ефективної його реалізації вже після етапу первинного очищення. У свою чергу, завданням первинного очищення є доведення вмісту домішок у зерні до рівня, що відповідає вимогам державних стандартів або інших вимог щодо його поставки і являє собою видалення легких, великих і дрібних домішок. На даному етапі очищенню підлягає сухе зерно з вмістом смітної домішки в межах 3–10%.

Розрізня­ють по­точ­ну і періодич­ну тех­но­логію післязби­раль­ної об­роб­ки зер­на. Періодична технологія застосовується виключно в аграрних підприємствах з використанням окремих, часто самохідних машин, що працюють на відкритих і закритих майданчиках. Дана технологія характеризується значними витратами ручної праці, втратами зерна і зниженням його якості. Сучасний рівень врожайності і використання новітніх зернозбиральних комбайнів, забезпечують значний денний обсяг намолоту зерна і високі темпи жнив в умовах аграрних підприємств. Тому, разом з перерахованими недоліками, періодична технологія дуже малопродуктивна, навіть для господарств з невеликим обсягом посівних площ. На наше переконання, застосування періодичної технологіїпіслязбиральної очистки зерна можливо при використанні під час збирання не більше одного сучасного зернозбирального комбайна.

Потокова технологія позбавлена недоліків, які притаманні періодичній. За радянських часів таку технологію реалізовували на агрегатах типу ЗАВ і комплексах типу КЗС, але їхнє серійне виробництво припинено з 1991 року. Тому всі збережені названі вище агрегати, морально застаріли, працюють за межами повного фізичного зношення навіть будівельних конструкцій і потребують заміни. Крім цього, в сучасних умовах такі агрегати характеризуються низькою продуктивністю і технологічною ефективністю. З наведених причин темпи збирання в господарствах стримуються, а зерно в результаті багаторазового вимушеного пропускання через транспортні механізми та машини агрегатів ЗАВ і комплексів КЗС псується, навіть відбувається травмування посівного матеріалу. У деяких господарствах намагаються застосувати так звану двоетапну технологію, коли попередню обробку зернової маси проводять у період збирання, а подальше очищення — в післязбиральний період. При цьому нібито спостерігається економія на вартості і обслуговуванні машин меншої продуктивності і підвищення їхнього терміну завантаження. Однак така організація роботи вимагає затрати додаткових трудових ресурсів, а вимушене перевантаження зерна ланцюгами транспортних механізмів призводить до його травмування та втрат. По-справжньому сучасні агрегати і комплекси для поточної переробки зерна в господарствах — велика рідкість.

З урахуванням зазначених проблем в аграрних підприємствах післязбиральну обробку зерна все більше беруться виконувати елеватори, які є складовою ланки аграрних підприємств або функціонують як окремі підприємства. Донедавна, післязбиральне очищення зерна не було завданням, яке необхідно було вирішувати на елеваторах. Тому навіть зараз у фахівців — проектувальників елеваторів не завжди є розуміння тонкощів післязбирального очищення, яке дало змогу обрати ефективні технологічні рішення і техніку для її реалізації. Серед діючих елеваторів мало таких, які відповідають вимогам ефективної післязбиральної обробки через те, що під час їх проектування не було передбачено вирішення цього завдання. Особливо проблемною є переробка соняшнику, сої, ріпаку та кукурудзи — культур, які складають найбільші обсяги в роботі елеваторів. Таким чином, технологія і устаткування для післязбиральної обробки зерна є однією з основних складових, яка впливає на ефективність виробництва зерна в цілому. Разом з тим, саме ця складова на сьогодні в терміновому порядку потребує наукової аргументації і перевірених практикою технічних рішень.

Під час ви­бо­ру об­лад­нан­ня для післяз­би­раль­но­го очи­щен­ня зер­на для раціональ­но­го ви­ко­ри­с­тан­ня будівель­но­го об­ся­гу та площі перевагу слід віддавати агрегатованим машинам, які представляють собою ситові й повітряні сепаратори, об’єднані в одну конструкцію.

Для попереднього очищення потрібно використовувати ситові сепаратори барабанного типу, оскільки тільки ці машини здатні переробляти зерно будь-якого виду, будь-якої вологості та засміченості. Зернова маса, яка надходить у барабан сепаратора, примусово обертається на внутрішній його поверхні й перемішується лопатями, що дає змогу створити необхідні умови для її просіювання та руху через машину. Здебільшого ситовий барабан розділений по його довжині на кілька секцій, що дає змогу встановлювати відповідні сита в кожній секції для реалізації тієї чи іншої схеми очищення.

Зазначена конструкція дає можливість диференційовано розподілити корисну площу сит для відокремлення великих і дрібних домішок або задіяти всю корисну площу для відокремлення тільки дрібних або тільки великих домішок. Така можливість особливо важлива для попереднього очищення зерна перед сушінням, коли потрібно видалити найнебезпечніший вид домішок із максимальною продуктивністю. Природний розподіл зерна в барабані дає змогу корисно використати тільки третю частину загальної його ситової площі, тому барабанні сепаратори відрізняються підвищеними габаритами. Однак ці сепаратори є тихохідними машинами, які не генерують динамічних навантажень, тому їх можна встановлювати на більшість наявних будівельних конструкцій без їхнього посилення або на різні тимчасові споруди.

У се­па­ра­то­рах із пла­с­ки­ми си­та­ми во­ло­ге й силь­но засміче­не зер­но, що характеризується зниженою сипкістю, під дією коливань машини не завжди набуває руху, що забезпечує стійке його просіювання через сита й переміщення через машину. В такому разі внутрішні порожнини сепараторів із пласкими ситами повністю забиваються, а їхня робота припиняється. Тому ці машини можуть бути ефективно використані для обробки сухого й не сильно засміченого зерна, тобто на етапі первинного очищення.

Найчастіше сепаратори з пласкими ситами складаються з одного або декількох ярусів сит. Кожен ярус сит містить верхнє (сортувальне) і нижнє (підсівне) сито. Зерно подається паралельно на сортувальне сито кожного ярусу, і сходом із нього виводяться великі домішки. Прохід сортувального сита спрямований на сито підсівне, сходом з якого отримують очищене зерно, а проходом — дрібні домішки. Зазначена схема очищення незмінна для сепараторів такого типу. Оперативній заміні підлягають тільки сита відповідно до потрібної форми й розмірів їхніх отворів. Однак майже вся площа ситової поверхні таких сепараторів — корисна. Крім того, конструкція сепараторів із пласкими ситами сприяє створенню машин зі значними площами ситової поверхні. Тому сепаратори з пласкими ситами доцільно використовувати для ретельного очищення великих обсягів зерна, що пройшло попередні операції очищення й сушіння.

На ета­пах по­пе­ред­нь­о­го та пер­вин­но­го очи­щен­ня обов’яз­ко­во слід пе­ред­ба­ча­ти відбір лег­ких домішок у пнев­мо­се­па­ра­торі. Принцип дії більшості пневмосепараторів реалізується шляхом продування падаючого потоку зерна висхідним потоком повітря. На етапі попереднього очищення пневмосепаратор має бути встановлений перед ситовим сепаратором, оскільки відбір легких, але вологих домішок сприяє подальшому поліпшенню просіювання зернової маси на ситах. На етапі первинного очищення, враховуючи ефективність відбору легких домішок, корисно реалізувати подвійне очищення в пневмосепараторі, тому ці машини встановлюють як перед ситовим сепаратором, так і за ним.

За способом використання повітря пневмосепаратори можуть бути замкнутого або розімкнутого типу. В машинах розімкнутого типу відпрацьоване повітря викидається в атмосферу. Для цього вони додатково оснащені повітропроводами, вентиляторами, циклонами або фільтрами значної продуктивності і великих габаритів, які розміщені за межами пневмосепараторів. Такі рішення, звісно, потребують збільшення будівельних обсягів і площ для розміщення додаткового обладнання та передбачають значні викиди відпрацьованого повітря, що знижує екологічні показники таких підприємств. У машинах замкнутого типу повітря рухається під дією вбудованого вентилятора і після очищення в осадовій камері машини знову повертається в робочу зону, а відокремлені легкі домішки виводяться назовні окремим потоком. Закономірно, що використання повітряних сепараторів замкнутого типу є більш доцільним рішенням.

Під час ви­бо­ру се­па­ра­торів за по­каз­ни­ка­ми про­дуктив­ності слід мати на увазі, що виробники цих машин у техпаспорті здебільшого вказують так звану номінальну продуктивність, яка відповідає фактичній продуктивності машини за роботи із відносно сухим і чистим зерном, що властиво для етапу первинного очищення. Однак, як показує практика, за збільшення вмісту домішок на кожні 5% і підвищення вологості на кожен відсоток продуктивність машин для очищення зерна знижується приблизно на 2%. Таким чином, номінальна продуктивність машин на етапі попереднього очищення має в 1,5–2 рази перевищувати продуктивність машин етапу первинного очищення. У свою чергу, продуктивність машин для очищення пов’язана з ефективністю їхньої роботи. Зі збільшенням продуктивності ефективність очищення знижується. Слід зазначити, що в режимах післязбирального очищення зерна ефективність роботи більшості ситових сепараторів і самого пневмосепаратора перебуває у межах 40–60% щодо відокремлення домішок, які можна видалити відповідним способом! Менші значення ефективності характерні для етапу попереднього очищення, більші — для етапу первинного очищення. За потреби підвищення ефективності очищення можна досягти зниженням продуктивності цього процесу.

Із ви­кла­де­но­го ви­ще вип­ли­ває, що для ефек­тив­ної ро­бо­ти еле­ва­то­ра на ета­пах післяз­би­раль­ної об­роб­ки ланцюжок технологічної лінії його технологічної робочої структури повинен мати завальну яму, пневмосепаратор, ситовий сепаратор барабанного типу, бункери для сирого зерна з активною вентиляцією, сушарку, бункери для сухого зерна, ситовий сепаратор із пласкими ситами, пневмосепаратор і транспортні механізми, включаючи системи подавання зерна на тривале зберігання. У традиційному розумінні призначення роботи скальператора його установка на початку технологічної лінії не обов’язкова. Відокремлення грубих домішок (часток коренеплодів, каменів, цегли, деревини, уламків норійних ковшів і т.д.) успішно виконує ситовий сепаратор барабанного типу, який виводить їх разом із потоком великих домішок.

В аграрних підприємствах потокова технологія післязбиральної обробки може бути реалізована за прикладом ЗАВ або КЗС із різним ступенем розвиненості структури, де сито-повітряний сепаратор із ситовим сепаратором барабанного типу буде єдиною машиною, яку використовують для почергової обробки зерна в режимі попереднього або первинного очищення.

В невеликих аграрних підприємствах потокову технологію післязбирального очищення можна налагодити без споруд за прикладом ЗАВ або КЗС — шляхом використання ситоповітряного сепаратора із ситовим сепаратором барабанного типу. В такому разі сепаратор установлюють на складі, в ангарі або під навісом на тимчасовому майданчику заввишки 1,5–2 м, оснащують завальною ямою будь-якої конструкції, норією подавання зерна на сепаратор і норією його подавання в приміщення складу або на сушарку фермерського типу. Допоміжні операції переміщення зерна й відходів виконують за допомогою навантажувача типу Manitou і автотранспорту.

Насамкінець слід зазначити, що післязбиральна обробка пов’язана з необхідністю очищення зерна різних видів, а зернова маса може мати найрізноманітнішу засміченість усілякими домішками. Тому для ефективного очищення ситові сепаратори мають бути укомплектовані досить великою кількістю різних сит для кожної культури, а пневмосепаратор — передбачати регулювання в широкому діапазоні робочих режимів. Підбір сит, налаштування режимів роботи ситових сепараторів і пневмосепаратора стосовно кожної виробничої ситуації має проводити кваліфікований фахівець, який пройшов відповідне навчання.

А. Верещинський, д-р технічних наук, генеральний директор ТОВ «ОЛИС», Одеса

Журнал «Пропозиція», №2, 2019 р.