Организация послеуборочной обработки зерна

Введение

1 Схемы основных этапов работы с зерном

2.Некоторые основные общие правила эксплуатации зерноочистительных машин

3.Сушка зерна

Введение

В основе элеваторной промышленности сказано о месте элеваторной промышленности в хлебообороте страны, даны научные предпосылки для восприятия зерновых масс, как объектов хранения ,приведена общая характеристика свойств зерновой массы и описаны ее физические, термофизические и физиологические свойства, содержится общая характеристика конечных продуктов предприятий элеваторной промышленности; рассмотрены принципы организации особенности функционирования технологических потоков элеваторной промышленности, вопросы создания безотходных технологий на ее предприятиях. Принципиальные схемы технологий элеваторной промышленности дают представление о технологических схемах принципиальных и рабочих, их проектирование численность и использование. Схемы приведены с краткой характеристикой основных объектов элеваторной промышленности: элеваторов, комплекса складов, поточно-технологических линий с использованием средств передвижной механизации, семяобрабатывающих цехов и других производственных объектов. Некоторые возможные и наиболее целесообразные варианты компоновки этих объектов на генеральном плане, рассмотрены принципиальные схемы некоторых основных этапов и операций производственного процесса с раскрытием их внутреннего содержания. Обилие новых понятий и терминов, незнание оборудования, базы и внутреннего содержания элементов, приемов и способов, формирующих технологический процесс предприятия, затрудняют восприятие и усвоение студентами довольно обширного, но достаточно ограниченного в объеме материала, изложенного в учебниках или специальной литературе. Проблема усугубляется отсутствием возможностью проводить параллельно теоретическую и практическую подготовку. С учетом этого в книгах, ( Вобликов Е.М. «Послеуборочная обработка зерна» и Пунктов С.П., Стародубцева А.И «Элеваторно-складская промышленность») изложен такой материал, который позволяет последовательно от основ к сложным вопросам технологий элеваторной промышленности и в конечном счете формирование у обучающихся достаточной базы данных для последующего восприятия технологии хранения зерна, мукомольно-крупного и комбикормового производства, основ проектирования предприятий отрасли. Восприятие информации будет более глубоким, если подачу ее сопровождать предельно выразительными иллюстрациями. В этом смысле неоценимы принципиальные технологические схемы, которые лаконичным инженерным языком позволяют описать любой процесс. Отбрасывая частности, можно унифицировать многообразие информации и дать описание родственных объектов с помощью одной принципиальной схемы - это существенно сокращает путь познания и облегчает изучение технологий, какими бы сложными они не были. К сожалению, таким подходом в обучении, пользуются, крайне недостаточно. Методические пособия устраняют этот пробел, решая задачу перевода материала по основным технологиям элеваторной промышленности на язык принципиальных схем. Начиная с 70х годов, в практике элеваторостроения в нашей стране отмечен интерес к строительству металлических силосов и железобетонных силосов большой вместимости. Ведущие проектные и научно-исследовательские институты, работающие над проблемами элеваторостроения, предложили ряд конструктивных решений для таких силосов, многие из них реализованы и имеют хорошие перспективы дальнейшего широкого внедрения. Однако в учебной литературе эти вопросы не нашли отражения. Трудно их найти и в технической литературе. В методических пособиях («Оборудование для транспортировки зерна и продуктов его переработки», Юдаев Н.В «Элеваторы, склады, зерносушилки», «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции») приведены необходимые для инженера - технолога минимум информации о достижениях в создании и эксплуатации новых и усовершенствованиях некоторых существующих конструкций зернохранилищ. Очень важным технологическим документом является рабочая технологическая схема, которую, применительно к зернохранилищным элеваторам, чаще называют рабочей схемой движения зерна. При организации производства она помогает выбрать наиболее рациональные технические маршруты, способствующие достижению максимальной эффективности производственного процесса. Ни одно предприятие элеваторной промышленности, не может быть допущено к эксплуатации бес соответствующим образом утвержденной рабочей схемы движения зерна. Наряду с рабочей схемой движения зерна помочь рационально организовать рабочий процесс могут сводки и графики сменной или суточной работы зернохранилища элеватора. Учитывая, что в учебной литературе даются лишь общие рекомендации в методической литературе приводятся подробные рекомендации по методике, по составлению документов, по существу являются дополнением к учебникам по технологии элеваторной промышленности. В них обращено внимание на вопросы, отсутствующие в учебной литературе и предложены новые подходы к быстрому и более глубокому усвоению материала. Методички могут быть широко использованы в системе повышения квалификации и в самообразовании. Производственный процесс любого предприятия элеваторной промышленности складывается из большого числа отдельных этапов, которые в свою очередь, состоят из многих конкретных операций. Научные разработки и длительный производственный опыт позволили выявить наиболее приемлемые принципиальные схемы тех или иных этапов производственного процесса, наиболее рациональные методы, приемы и способы их реализации. Появилась возможность унифицировать многочисленные варианты путей выполнения стоящих задач и в нормативном порядке дать предприятиям рекомендации.

1 Схемы основных этапов работы с зерном

Ниже на примере хлебозаготовительного предприятия рассмотрены принципиальные схемы основных этапов работы с зерном. Большая часть их может быть использована для любого типа предприятия, независимо от его главного функционального назначения. Схемы легко читаемы и не требуют развернутых пояснений. На рисунке 1 представлена принципиальная технологическая схема хлебозаготовительного предприятия в общем виде, на схеме указана последовательность выполнения возможных операций. Принципиальная схема на рисунке 2 дает представление об организации послеуборочной обработке зерна. Как организовать контроль отходов, показано на принципиальной схеме, изображенной на рисунке 3 .Эта схема присуща цехам отходов элеватора, который имеет достаточную вместимость бункеров для отходов и пыли, оснащенных сепараторами и триерами. Контроль одной определенной фракции отходов может быть организован непосредственно в рабочем здании элеватора на контрольных сепараторах, расположенных под основными сепараторами на специальном этаже. Приемка зерна довольно ответственный и непростой этап производственного процесса, о чем можно судить по принципиальным схемам на рисунке 4 и 5.На схемах учтены возможные варианты приемки зерна автотранспорта- с учетом количества зерна измерением «брутто-тара», изменением «нетто» и с предварительным определением качества зерна в хозяйствах. На рисунке 6 показана схема произведения анализов зерна в приемной лаборатории. Перечень необходимых операций и их последовательность при погрузке железнодорожных вагонов показаны на рисунке 7 и 8. На рисунке 9 показан возможный вариант формирования партий зерна при приемке с автотранспорта. Здесь предусмотрено обеспыливание и предварительная очистка на скальператоре принимаемого зерна в потоке до формирования его в крупные партии. При проектировании процесса очистки возникает вопрос о выборе типа зерноочистительного оборудования. Решить его помогут схемы расположения решет в зерноочистите5льных машинах, представленных на рисунке 10. В технологических линиях предусматривают предварительную очистку на ворохоочистителях или сепараторах перед сушкой (для удаления грубых и легких примесей); однократную или двукратную очистку зерна на воздушно-ситовых сепараторах (после сушки) для доведения зерна до нужных кондиций. Если этого недостаточно, производят дополнительную очистку, используя триеры, аспираторы, пневмостолы, камнеотборники и другие машины в зависимости от состава и количества оставшихся примесей в очищенном зерне. Рабочие схемы представляют собой конкретизированную принципиальную схему движения зерновых культур и отходов. Ее отличие от принципиальной - в указании; количества, марки и технической характеристикой машин, механизмов и устройств; количества и вместимости бункеров и силосов. Любое проектирование начинается с принятия принципиальных решений. Такими объектами могут быть комплексы сооружений элеватора (приемно-отпускные устройства, рабочее здание и силосные корпуса, зерносушилки, цехи отходов), комплексы сооружений башен механизации и сушильно-очистительных башен (приемно-отпускные устройства, рабочие башни, зерносклады, мини-элеваторы и др.). На основании исходных требований определяют состав комплекса, т.е. решают, с помощью каких сооружений и устройств будут выполняться заданные операции. Затем составляют принципиальные схемы этих сооружений и устройств, указывая их транспортными связями в единую систему. Схемы оборудования объединяют в соответствии с требованиями технологии этих комплексов. Принципиальные схемы являются базой для последующих операций технологического проектирования; выбора и определения состава основного оборудования, определения размеров производственного здания в плане, размещения оборудования на планах проведения коммуникаций продуктов, составления рабочей схемы движения зерна и продуктов. Рассмотрим порядок составления принципиальной схемы на примере технологической линии; механизированного склада с рабочей башней очистительной (РБО). Технологическая линия предназначена для выполнения таких операций, как прием зерна с автотранспорта и его очисткой в потоке; хранение на складах и отгрузка в вагоны. На всех операциях предусмотрены качественный учет зерна путем взвешивания его на автоматических весах. Учитывая все это выполняется чертеж схемы (см. рисунок) - условно (в виде прямоугольника) показывается зерносклад 1; --для приема зерна с автотранспорта используется приемное устройство, в состав которого входят приемный бункер 2 и приемный конвейер 3; --так как склад механизированный, то изображается верхний(загрузочный) конвейер 4 со сбрасывающей тележкой и нижний (выгрузочный) конвейер 8; -- чтобы подать зерно на загрузочный конвейер, предусмотрена нория 5; -- для взвешивания зерна на каждой операции устанавливают автоматические весы 6 сразу после нории 5; --чтобы очистить зерно в потоке, устанавливается сепаратор 7; -- отпуск зерна в вагоны осуществляется при помощи конвейера 9; -- вычерчиваются выноски позиций и производится нумерация; --наносятся линии технологических связей между позициями оборудования, при этом выбираются оптимальные варианты предусмотренных операций. Прием зерна с очисткой в потоке производится в следующей последовательности: приемный бункер 2; приемный конвейер 3; нория 5; автоматические весы 6; сепаратор 7;нория 5; автоматические весы 6; верхний конвейер 4; склад 1. Отгрузку зерна в вагоны выполняем в следующей последовательности: склад 1; нижний конвейер 8; нория 5; весы 6; отпускной конвейер 9; вагон 10.Так как между оборудованием технологической линии предусмотрена прямая связь с помощью зернопроводов (на схеме линии), производительность транспортирующего и технологического оборудования должна быть одинакова. Затем производится расчет и подбор марок машин, входящих в технологическую схему, по соответствующим техническим характеристикам. В хозяйствах, работающих с небольшим количеством зерна, в основном в системе АПК, строят мини-элеваторы. Они имеют существенные преимущества перед зерноскладами: быстрее возводятся; при равной вместимости занимают меньшую площадь; высокая степень механизации достигается при меньшем количестве оборудования; проще в эксплуатации и в привязке к зерноперерабатывающим цехам. В зависимости от выполняемой задачи принципиальные схемы мини - элеваторов могут иметь особенности. На рисунке 11 показана довольно развитая и гибкая схема, позволяющая выполнить операции приемки зерна с автотранспорта, очистки, сушки, хранения и отгрузки: причем обработку зерна и можно производить как в потоке, так и из силосов. Для загрузки и выгрузки силосов могут применяться как самотечные зернопроводы, так и конвейеры (верхние и нижние). В зависимости от этого компоновка мини-элеваторов может быть различной. В настоящее время практически каждое крупное сельхозпредприятие, производящее зерно, имеет собственные механизированные пункты для послеуборочной обработки зерна. Структура, состав их, техническая оснащенность очень разнообразны. На рисунке 12 и 13 представлены возможные варианты принципиальных технологических схем таких линий. Принципиальные схемы отражают взаимосвязь основных машин, оперативных и накопительных емкостей и емкостей для хранения, участвующих в различных этапах хранения. 3. Очистка зерна . Очистка зерна от примесей --важнейший прием в обработке зерна, существенно влияющий на стабильность качества хранящегося зерна; улучшающий качество партий зерна, передаваемых в переработку; повышающий эффективность работы и производительность технологического оборудования, включенного в схему процесса после очистки; повышающий степень использования зерна за счет использования выделенных отходов на фуражные цели. В зерноочистительных машинах применяют различные рабочие органы, работа которых основана на использование определенного признака делимости зерновой массы. Признаки делимости зерновой массы: размеры (длина, толщина, ширина); аэродинамические свойства (скорость витания); форма и состояние поверхности (фрикционные свойства); плотность (гравитационные свойства); цвет, упругость, магнитные свойства и другие. Принципы и способы разделения зерна и примесей, наиболее широко применяемые в практике:

** по ширине - на ситах с круглыми отверстиями;

** по толщине - на ситах с продолговатыми отверстиями;

** по длине - на ячеистой поверхности;

** по форме - на ситах с фасонными отверстиями (например, треугольными) или на наклонной поверхности;

** по аэродинамическим свойствам - в пневмосепарирующих каналах;

** по форме и состоянию поверхности - на ворсистой наклонной плоскости;

** по упругости и коэффициенту ударного трения - виброударное сепарирование;

** по магнитным свойствам - магнитное сепарирование;

** по плотности и коэффициенту трения - вибрационное перемещение;

** по плотности - в случае самосортирования на конических поверхностях при круговых поступательных их колебаниях;

** по размерам, коэффициенту трения, плотности - на неподвижных наклонных ситах.

Существует большое разнообразие зерноочистительных машин, в рабочих органах которых реализованы один или несколько принципов разделения зерна. Например: ситовые сепараторы (на ситах), воздушно - ситовые сепараторы ( сита и пневмосепарирование в каналах); триеры (на ячеистой поверхности); аспирационные колонки, воздушные сепараторы ( по аэродинамическим свойствам ); вибропневматические камнеотделительные машины, сортировальные столы (вибрационное перемещение в аэрируемом слое без просеивания); камнеотделительные машины (колеблющиеся конические поверхности); сортирующие горки ( на неподвижных наклонных ситах); магнитные сепараторы ( по магнитной восприимчивости) и т.д. Характерные случаи применения зерноочистительных машин:

**ситовые сепараторы - для очистки зерновой массы от крупных и мелких примесей (при пневмотранспорте применяются в системе с пневмосепаратором);

** воздушные сепараторы - для отсортировывания крупных, мелких и легких (аспирационные относы) примесей, щуплого зерна, пыли;

**триеры - для выделения овсюга и куколя из массы пшеницы;

**аспирационные колонки и воздушные сепараторы - для очистки от легких и щуплого зерна;

**вибропневматические камнеотделительные машины, сортировальные столы - для удаления минеральной примеси, разделения продуктов шелушения крупяных культур с выделением ядра;

**камнеотделительные машины - для очистки от минеральной примеси;

**магнитные сепараторы - для устранения металломагнитных примесей.

Очистку зерна необходимо производить в соответствии с указаниями, изложенными в инструкции по очистке зерна к эксплуатации зерноочистительных машин на хлебоприемных предприятиях. В процессе эксплуатации обеспечивают режим работы зерноочистительных машин, позволяющий добиться максимальной эффективности очистки зерна (не ниже регламентированной техническим паспортом на машину). Технологическую эффективность очистки зерна Е (%) от примесей вычисляют по формуле:

100,

где А - содержание отделимой примеси в исходной смеси, кг;

В--содержание отделимой примеси в зерне после очистки, кг.

При разработке технологического процесса очистки отдельных партий зерна следует руководствоваться лабораторными данными о содержании отдельных примесей и влажности зерна, техническими нормами производительности оборудования, режимами очистки зерна, рекомендуемыми инструкциями. В технологических линиях предусматривают: предварительную очистку на ворохоочистителях или сепараторах перед сушкой (для удаления грубых примесей); однократную или двукратную очистку зерна на воздушно- ситовых сепараторах (после сушки) для доведения зерна до нужных кондиций. Если недостаточно, проводят дополнительную очистку, используя триеры, аспираторы, пневмостолы, камнеотборники и другие машины в зависимости от состава и количества оставшихся примесей в очищаемом зерне.(см. рисунок 14) Контроль за качеством очистки осуществляет лаборатория .Очистке подлежит зерно продовольственное «средней чистоты» и «сорное», направляемое на сушку в шахтных зерносушилках; при наличии признаков повышения температуры выше нормальной для данных условий хранения (вне очереди); зараженное вредителями хлебных запасов; засоренное примесями с несвойственным зерну запахом (вне очереди). Для установления оптимального режима работы зерноочистительной машины проводят очистку зерна, с определением технологического эффекта (ТЭ). ТЭ определяют путем снятия количественно - качественного баланса фракций зерновой массы (зерно и отходы). Пробную очистку зерна можно считать оконченной, если в результате выбранного режима работы сепаратора из очищаемого зерна за однократный пропуск будет выведено не менее 60% отделимых примесей при эксплуатационной производительности. Пробную очистку зерна в триерах можно считать законченной, если из очищаемого зерна будет выделено не менее 80%длинных примесей (например, в пшенице: овес, овсюг и др.). При очистке зерна от коротких примесей содержание куколя в очищенном зерне не должно превышать 0,5%. Выбранный режим должен соблюдаться всем обслуживающим персоналом и не может быть изменен без распоряжения руководителя пункта (гл.технолога).Для эффективного выделения примесей производят фракционную очистку зерна, т.е с разделением зерновой массы на две фракции: крупную и мелкую. Мелкую фракцию направляют на другой сепаратор для выделения мелких примесей (песка, семян, сорных примесей). При недостаточном эффекте очистки прибегают к повторной очистке, путем возврата зерна на зернохранилища на первый сепаратор с возможной заменой в нем решет в зависимости от характера примесей. Рабочие органы ситовых сепараторов - сита (решета). По способу изготовления различают штампованные сита и металлические. При просеивании на ситах исходный продукт разделяется на два потока: на сход (размер частиц больше размера отверстий сит). В сходе, как правило, содержится некоторая часть проходовых частиц, не успевших провалится через отверстия. Их массу, выраженную в процентах к массе схода, называют недосевом. Для очистки зерна в сепараторах устанавливают в основном штамповые сита на листовой стали толщиной 0,8 - 1,0 мм. Форма отверстий сит для сепарирования смеси по ширине частиц круглая, по толщине - прямоугольная, по форме - треугольная. Сита характеризуются рабочим размером отверстий. Для круглых отверстий рабочий размер - диаметр (он колеблется от 1,5 до 16 мм),для прямоугольных - ширина (1,5-10 мм) и длина (10-50 мм). Для треугольных отверстий рабочий размер - сторона правильного треугольника. Соответственно рабочий размер обозначают определенными значками с цифрой после них; ? 12, ? 2,2, ? 1,5 и т.д.; с прямоугольными ? 2,2?2,0 , с треугольными-?5,0, ?6,0 и т.д. Для металлотканых сит рабочий размер- сторона отверстия в свету (мм). Линейные размеры зерновок выражают соотношением a > b > c, где - a длина, b - ширина и c- толщина. Триеры бывают цилиндрические и дисковые. У первых рабочий орган - цилиндр с ячеями на внутренней поверхности, у вторых - диски с ячеями на обеих сторонах. Размеры ячей приведены в таблице 1 и 2.

Таблица 1. Размеры цилиндров триерных ячей, используемых при очистке продовольственного зерна

При работе триеров короткие фракции зерновой массы попадают в ячеи и при определенном угле наклона вращающейся рабочей поверхности они выпадают в желоб и выводятся из машины. Например, для очистки пшеницы от коротких примесей триер комплектуют следующими дисками, считая от приема: четыре диска типа 1 с длиной и шириной ячей 4,0 мм, три диска типа 2 с длиной и шириной ячей 4,0 мм, шесть дисков типа 1 с длиной и шириной ячей 4,5 мм и т.д.

Таблица 2 Размеры ячей дисковых триеров при очистке зерна

2.Некоторые основные общие правила эксплуатации зерноочистительных машин

Перед пуском машины в работу обслуживающий персонал проверяет ее техническое состояние и устраняет все несоответствия техническим нормам. Во время работы зерноочистительной машины обслуживающий персонал обязан: -- следить за нормальной работой всех узлов машины, не допускать чрезмерного нагревания подшипников. Если они нагреваются - машину остановить, выяснить причину и устранить ее, обеспечить бесперебойную и равномерную загрузку машины зерном и уборку очищенного зерна и отходов; -- вести регулярный контроль качества очищаемого зерна, не допуская перехода примесей в очищенное зерно или заноса основного зерна в отходы; --контролировать качество отходов. При переходе на очистку другой культуры необходимо тщательно очистить машины, для чего после окончания подачи зерна они должны работать на холостом ходу до тех пор, пока из них полностью не выйдет обрабатываемое зерно.

3.Сушка зерна

Влага в зерне, как в любом живом организме- это среда, в которой совершаются все реакции обмена веществ. При увеличении влажности зерна выше определенного уровня, так называемой кондиционной влажности, в зерне появляется свободная влага, что приводит к активизации жизнедеятельности зерна.