MASZYNY DO CZYSZCZENIA SUSZENIA I PRZECHOWYWANIA NASION
Suszenie i czyszczenie nasion
Właściwości nasion i wpływ na suszenie i czyszczenie
Właściwości geometryczne: grubość, szerokość i długość nasion; średnica zastępcza nasion; porowatość warstwy nasion.
grubość, szerokość i długość nasion- jeśli nasienie ma taki kształt, że można wyznaczyć trzy prostopadłe do siebie wymiary to najmniejszy wymiar jest grubością, większy szerokością, największy długością. Najdłuższe zboże owies- nawet 18mm
średnica zastępcza nasion- jest to wymiar, który oznacza średnicę kuli o objętości równej średniej objętości danych nasion
porowatość warstwy nasion- jest to stosunek objętości jaką w warstwie nasion zajmuje powietrze znajdujące się w przestrzeniach pomiędzy nasionami do całkowitej objętości warstwy nasion
Własności powierzchniowe nasion:
współczynnik tarcia ślizgania- określa on wielkość siły potrzebnej do przesunięcia nasienia po poziomej płaszczyźnie tak, aby się ono nie obracało jeżeli znajduje się już w ruchu
współczynnik tarcia statycznego- jest to kąt nachylenia do poziomu płaszczyzny po osiągnięciu, którego położone na tej płaszczyźnie nasienie zaczyna przesuwać się w dół np. pszenica 20-30% po drewnianej powierzchni
Właściwości masowe:
gęstość nasion- jest to stosunek masy nasion do ich objętości np. pszenica 1,2 kg/m3
$$\Upsilon = \frac{M}{V}\left\lbrack \frac{\text{kg}}{m^{3}} \right\rbrack$$
M-masa nasiona, V- objętość nasiona, - gęstość (w kg/m3)
gęstość warstwy nasion- stosunek masy warstwy nasion do objętości warstwy np. pszenica 750-850 kg/m3, jęczmień 470-580 kg/m3
$$\Upsilon_{\text{war}} = \frac{M_{\text{war}}}{V_{\text{war}}}\left\lbrack \frac{\text{kg}}{m^{3}} \right\rbrack$$
przy dużej wilgotności gęstość maleje
Właściwości cieplne:
ciepło właściwe nasion- ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1kg nasion o 1 stopień
ciepło parowania wody z nasion- ciepło potrzebne do zmiany wody zawartej w nasionach na parę wodną, jednostką jest kilokaloria na 1kg (ilość ciepła potrzebna do wyparowania na 1kg wody) kcal
Właściwości aerodynamiczne nasion:
prędkość krytyczna nasion- jest to prędkość nasion równa takiej prędkości strumienia powietrza skierowanego pionowo z dołu do góry, która wywiera na nasiona siłę równoważącą ich ciężar
opór warstwy nasion przedmuchiwanej powietrzem- opór jaki stawia warstwa nasion, która jest przedmuchiwana podczas powietrza. Zależy od wilgotności nasion, zanieczyszczenia nasion i porowatości nasion.
Te właściwości mają wpływ na dobór maszyn zastosowanych w czyszczeniu i suszeniu nasion.
Sposoby czyszczenia nasion
Pneumatyczne- zastosowujemy właściwości aerodynamiczne, ciężar warstwy nasion
W praktyce można wyróżnić dwa zasadnicze systemy czyszczenia pneumatycznego:
Strumień poziomy
W systemie pionowym czyszczenia powietrza (strumień pionowy)
W systemie ukośnym czyszczenia powietrza (strumień ukośny)
Optymalna prędkość strumienia powietrza podczas czyszczenia wynosi od 4,5-9m/s. Rozdział mieszaniny ziarnistej przebiega lepiej w strumieniu ukośnym niż poziomym. W pionowych kanałach czyszczących prędkość przepływu strumienia powietrza powinna wynosić 0,8- 0,9 prędkości krytycznej nasion.
Zasady czyszczenia nasion na sitach
Na sitach wykorzystuje się następujące cechy geometryczne nasion: grubość i szerokość.
Rodzaje sit: otwory okrągłe, podłużne, sita druciane, tkane, otwory w szachownicę- przesunięte względem siebie (ważna prędkość przesuwania się sita)
Sita okrągłe- otwory w tych sitach powinny być umieszczone tak, aby środek każdego z nich był geometrycznym środkiem sześciokąta prawidłowego, którego wierzchołki są zarazem środkami otworów sąsiednich. Dwa boki sześciokąta powinny być prostopadłe do kierunku ruchu nasion
Sita o otworach podłużnych- powinny być umieszczone dłuższą osią równolegle do kierunku ruchu nasion na sicie.
Sita plecione o otworach zbliżonych do kwadratu- stosuje się przeważnie do czyszczenia wstępnego
Sita cylindryczne- kształt walca obracającego się
Tryjer- oddzielamy krótkie nasiona od dłuższych (dłuższe pozostają, a drobne- krótsze przedostają się do rynienki)
Maszyny w których wykorzystywany jest współczynnik tarcia
Żmijka- jest to maszyna, która służy do oddzielania nasion okrągłych od podłużnych np. grochu od owsa, peluszki od owsa. W żmijce rozdział nasion następuje na zasadzie różnicy współczynnika nasion o powierzchnię spiralnych płaszczyzn.
Płótniarka- np. oddzielanie chwastów od nasion właściwych. Zasada rozdziału nasion polega na wykorzystaniu właściwości powierzchni różnych nasion i współczynnika tarcia tych nasion o podłoże np. szorstkie od gładkich płótniarka o poprzecznym ruchu płótna.
Wykorzystanie właściwości elektromagnetycznych- elektromagnetyczne czyszczenie nasion np. nasiona porowate od gładkich
Metoda elektromagnetyczna czyszczenia nasion polega na (zatrzymaniu) wykorzystaniu zdolności pewnych nasion do zatrzymywania na swojej powierzchni (chropowatej powierzchni) specjalnych proszków reagujących na działanie magnesu.
Stół pneumatyczny- jest to uniwersalna maszyna, w której proces rozdzielczy odbywa się według masy właściwej w warunkach zmniejszonego tarcia wewnętrznego i zewnętrznego, a nie według wymiarów. Można na nim rozdzielić nasiona o niepełnej dojrzałości, niewykształcone, porośnięte oraz trudne do rozdzielenia domieszki nasion.
Maszyny czyszczące proste np. młynek
Maszyny czyszczące złożone- częściej występują
Różnica
Czyszczenie- oddzielenie nasion właściwych od zanieczyszczeń
Sortowanie- oddzielenie nasion o różnych wielkościach, albo różnych gatunków
1. Maszyny do czyszczenia i sortowania nasion
Czyszczenie jest to wydzielanie zbędnych lub szkodliwych domieszek (zanieczyszczeń) z materiału użytkowego (nasiona, ziemniaki, buraki, owoce).
Sortowanie jest to podział materiału użytkowego na grupy (klasy) o różnej wartości (przydatności) użytkowej. Np. podział uzyskanego plonu bulw ziemniaków na frakcję odpadową, sadzeniaki i konsumpcyjne, czy też jabłek na klasę extra, pierwszą i drugą. W zależności od wybranego parametru użytkowego możemy rozdzielać plon wszystkich gatunków roślin uprawnych.
Procesy czyszczenia i sortowania określamy pojęciem separacji, czyli rozdzielania składników mieszaniny. Separacja dotyczy materiałów o różnym stanie skupienia (fizycznym). Rozdziela się więc:
Fazę stałą od cieczy,
Fazę stałą od gazu,
Fazę stałą od fazy stałej, ale o innych cechach fizycznych.
Dla rozdzielenia fazy stałej od cieczy stosuje się sedymentację, flotację, hydrocyklony, wirówki, filtry, prasy, przesiewacze, mikro- lub ultrafiltrację.
Natomiast do rozdzielania fazy stałej od gazowej stosuje się urządzenia pneumatyczne jak: osadniki, cyklony, rzutniki, kolumny pneumatyczne, wialnie i młynki. Do tej grupy zaliczamy również oddzielanie pyłów od powietrza przez stosowanie cyklonów i filtrów.
Z kolei do rozdzielania fazy stałej od fazy stałej obejmujące mieszaniny o różnej granulacji, jak ziarno zbóż, nasiona innych gatunków roślin uprawnych, owoce, warzywa, ziemniaki i inne pochodne produkty zawierające frakcje o znacznym stopniu rozdrobnienia, stosuje się urządzenia lub maszyny wykorzystujące określoną cechę, własność lub właściwość mieszaniny.
1.1. Czyszczenie materiału ziarnistego
Mieszanina podlegająca procesowi czyszczenia zawiera następujące składniki:
nasiona gatunku podstawowego,
nasiona innych gatunków uprawnych, ale obcych obniżających lub dyskwalifikujących nasiona gatunku podstawowego,
nasiona chwastów,
zanieczyszczenia mineralne (piasek, drobne kamienie),
zanieczyszczenia organiczne (części liści, łodyg lub korzeni).
Z takiej mieszaniny należy wydzielić frakcję nasion podstawowych o czystości wymaganej przez normy dla określonego kierunku ich użytkowania. Wydzielanie nasion odbywa się na podstawie cech rozdzielczych obejmujących cechy fizyko-mechaniczne, mechaniczne i fizyczne. Cechy rozdzielcze można sklasyfikować uwzględniając ich współzależność oraz zasady ich wykorzystania i oddziaływania. Do cech rozdzielczych można zaliczyć:
zespół cech aerodynamicznych (prędkość krytyczna, współczynnik oporu, współczynnik lotności),
cechy geometryczne (wymiary, kształt, powierzchnia),
ciężar właściwy,
współczynnik tarcia (zewnętrznego i wewnętrznego),
tekstura powierzchni (gładka, chropowata, pośrednia),
właściwości mechaniczne (twardość, sprężystość),
właściwości elektryczne - oddziaływanie pól elektromagnetycznych na fizyczne właściwości nasion,
właściwości optyczne - wybarwienie nasion wykorzystywane przez fotokomórki.
Dla scharakteryzowania niektórych biologicznych i jakościowych właściwości mieszanin ziarnistych przyjmuje się następujące wskaźniki:
zdolność kiełkowania,
wartość użytkowa,
czystość,
wykształcenie nasion,
masa 1000 nasion,
masa objętościowa,
masa absolutna,
zapach, połysk, barwa,
wyrównanie.
zdolność kiełkowania wskazuje, ile nasion znajdujących się w danym materiale siewnym wytworzy zdrowe, normalne kiełki. Określa się ją liczbą wyrażającą procent nasion normalnie skiełkowanych w ciągu określonego czasu, tak obliczonego, aby wszystkie prawidłowo rozwinięte nasiona zdążyły wykiełkować
Wu = (czystość * zdolność kiełkowania)/100 [%]
gdzie: Wu - wartość użytkowa
wartość użytkową określamy liczbą wyrażającą procent nasion o określonej czystości i zdolności kiełkowania w danym materiale siewnym. Oblicza się ją następująco:
gdzie: Wu - wartość użytkowa
czystość nasion przedstawia procentową zawartość nasion i zanieczyszczeń danej partii materiału. Wartość minimalna czystości określona jest normą w zależności od przeznaczenia nasion (siewne, konsumpcyjne, browarnicze)
wykształcenie nasion określają jego wymiary charakterystyczne dla gatunku i odmiany. Mamy ziarno pełnowartościowe, czyli wykształcone i poślednie, czyli słabo wykształcone
masa 1000 ziarn określa masę 1000 ziarn powietrznie suchych. Służy do porównania wykształcenia nasion
masa absolutna jest masą 1000 nasion wysuszonych (bezwodnych)
masa objętościowa zwana również gęstością wyrażona jest masą nasion w jednostce objętości np. kg/l, kg/hl, t/m3. Można określić również tzw. stopień wyrównania nasion. Wielkość ta wyrażona w procentach przedstawia masę nasion o zbliżonych wymiarach w stosunku do ogólnej masy próby
zapach, połysk, barwa oceniane są organoleptycznie i w dużej mierze są oceną subiektywną
barwa nasion jest charakterystyczną właściwością danego gatunku. Wykorzystuje się ją w urządzeniach wyposażonych w fotokomórki.
1.2. Elementy i urządzenia rozdzielające
Elementy i urządzenia rozdzielające wykorzystują jedną lub kilka cech, jako podstawę rozdziału.
Urządzenia rozdzielające dzielimy na proste i złożone.
Urządzenia proste:
pneumatyczne,
sitowe,
tryjery,
grawitacyjne,
tarciowe,
oparte na teksturze powierzchni nasion,
oparte na zespole cech mechanicznych,
elektrostatyczne,
fotoelektryczne.
Urządzenia złożone:
sitowo-pneumatyczne,
sitowo-pneumatyczne z tryjerami,
tarciowo-pneumatyczne.
Innym kryterium podziału urządzeń rozdzielających jest geometryczna postać elementów roboczych. Według tego kryterium rozdzielacze dzielimy na:
cylindry i bębny (tryjery, bębny magnetyczne, elektrostatyczne, tarciowe, sita cylindryczne),
stożki ścięte (wirówki, stożkowe czyszczalnie pneumatyczne),
płaszczyzny całkowite i perforowane,
komory o różnym kształcie powierzchni poprzecznego przekroju,
tarcze (tryjer tarczowy, tarcza rozdzielająca),
spirale (żmijka).
Czyszczalnie pneumatyczne, wykorzystujące w procesie separacji strumień powietrza i właściwości aerodynamiczne masy, podzielić można według systemu obiegu powietrza na dwie grupy:
czyszczalnie z obiegiem otwartym,
czyszczalnie z obiegiem zamkniętym.
Schemat czyszczalni z otwartym obiegiem powietrza przedstawiono na ryc. 1.1.
Ryc. 1.1. Schemat czyszczalni z kanałem cylindrycznym i otwartym systemem obiegu powietrza:
1 - samonastawny dozownik typu stożkowego, 2 - cylindryczny kanał roboczy, 3 - osadnik typu siatkowego, 4 - zawór wylotu zanieczyszczeń lekkich, 5 - wentylator; P - oczyszczona masa nasion, Mw - mieszanina wejściowa, Zl - zanieczyszczenia lekkie, Zbl - zanieczyszczenia bardzo lekkie
1 - wentylator, 2 - cylindryczny kanał roboczy, 3 - osadnik zanieczyszczeń, 4 i 5 – zawory
Zasada działania czyszczalni przedstawionej na ryc. 1.2. jest następująca: masa wejściowa (Mw) wsypywana jest od góry do kanału roboczego (2), przez który równocześnie od dołu wsysane jest powietrze. Zanieczyszczenia lżejsze od masy podstawowej porywane są strumieniem powietrza do osadnika (3), natomiast masa podstawowa już oczyszczona zsypuje się przez zawór 5 do workownicy. Powietrze z zanieczyszczeniami skierowane do osadnika jest oczyszczane na filtrze siatkowym i kierowane w stronę komory roboczej (2) do następnego wykorzystania tworząc obieg zamknięty. Oddzielone zanieczyszczenia spadają na dno osadnika i przez zawór (4) wyrzucane są na zewnątrz.
Czyszczalnie pneumatyczne mogą mieć kanały robocze ustawione pionowo lub ukośnie. Na ryc. 1.3. przedstawiono czyszczalnię z pionowym kanałem pneumatycznym a na ryc. 1.4. z kanałem ukośnym.
1 - sito, 2 - robocza część kanału pneumatycznego, 3 - komora osadowa (osadnik) zanieczyszczeń lekkich, 4 - wylot zanieczyszczeń lekkich, 5 - stożek odchylający strumień powietrza, 6 - wylot powietrza z zanieczyszczeniami bardzo lekkimi, 7 - wentylator; Mw - masa wejściowa, P - wylot oczyszczonej masy podstawowej, Zl - zanieczyszczenia lekkie, Zbl - zanieczyszczenia bardzo lekkie (pył)
Materiał wejściowy podawany jest z zsypu na nachylone sito, przegradzające kanał (2) mający przekrój kołowy, kwadratowy lub prostokątny. Do kanału od strony dolnej wtłaczany jest strumień powietrza wytwarzany przez wentylator (7). Przesypująca się przez sito (1) masa owiewana jest strumieniem powietrza, który porywa z niej zanieczyszczenia (Zl i Zbl). Oczyszczona masa podstawowa zsypem (7) kierowana jest do workownicy lub dalszych zespołów w przypadku czyszczalni złożonej. Zanieczyszczenia podnoszone są do góry. Górna część kanału pionowego jest rozszerzona tworząc osadnik. Gromadzą się w niej zanieczyszczenia lekkie (Zl), które przez wylot wydalane są na zewnątrz. Zanieczyszczenia lekkie osiadają w komorze, ponieważ maleje w niej prędkość strumienia powietrza (dzięki rozszerzeniu kanału) i część zanieczyszczeń ze strumienia powietrza wypada. Proces osiadania ułatwia stożek odchylający (5), który pionowy kierunek strumienia powietrza odchyla na boki a zanieczyszczenia uderzając w powierzchnię stożka opadają na dół. Powietrze z zanieczyszczeniami bardzo lekkimi (Zbl) wyrzucane jest do atmosfery przez otwór w górnej części czyszczalni.
Ryc. 1.4. Schemat czyszczalni z ukośnym kanałem pneumatycznym (młynek):
1 - wentylator, 2 - zasuwa regulacyjna wielkości zasilania, 3 - karbowany wałek wygarniający, 4 - pochylnia gładka lub sito sortujące, 5 - przegrody nastawne; Mw - masa wejściowa, P - wylot oczyszczonej masy podstawowej (ziarna), Zd - zanieczyszczenia duże (poślad), Zl - zanieczyszczenia lekkie (zgoniny, poślad), Zbl - zanieczyszczenia bardzo lekkie (pył)
Przesiewacze płaskie
W procesach czyszczenia i sortowania oprócz własności aerodynamicznych wykorzystywane są geometryczne cechy nasion. Geometryczne cechy nasion (zanieczyszczeń) określa się zwykle trzema wymiarami, z których grubość (wymiar najmniejszy) i szerokość (wymiar pośredni) wykorzystywane są w procesie przesiewania na sitach mających otwory o różnorodnych kształtach. Proces ten nazywany jest przesiewaniem a maszyny realizujące ten proces przesiewaczami. Koniecznymi warunkami przesiewania są - określony ruch mieszaniny na sitach oraz właściwa relacja otworów sit i grubości lub szerokości nasion.
W procesie przesiewania materiał ziarnisty doprowadzany jest równomierną warstwą na pochylone pod odpowiednim kątem ruchome sito i przemieszcza się wzdłuż niego. W czasie przemieszczania, ziarno mające wymiary mniejsze od roboczego wymiaru otworów sita przelatuje przez nie i spada w dół, natomiast nasiona o wymiarach większych niż roboczy wymiar oczek sita pozostają na nim i zsuwają się zgodnie ze spadkiem. Proces przesiewania na jednym sicie polega więc na rozdzielaniu mieszaniny na dwie frakcje tzn. na frakcję dolną - nasiona mniejsze i frakcję górną - nasiona większe. Rozdzielanie nasion według grubości (wymiar najmniejszy) można prowadzić tylko na sitach o otworach podłużnych, natomiast rozdzielanie według szerokości (wymiar pośredni) prowadzi się na sitach o otworach okrągłych lub kwadratowych. W procesie przesiewania wykorzystywana jest jeszcze jedna cecha geometryczna a mianowicie kształt nasion. Stworzone są bowiem w procesie rozdzielania sita o otworach trójkątnych do czyszczenia gryki czy też z otworami eliptycznymi do nasion lnu. Ze względu na to, że materiał wejściowy zawiera większą niż jedna liczbę frakcji oraz zanieczyszczenia w procesach rozdzielania stosuje się co najmniej dwa sita. Sita mogą być albo przestrzenne albo płaskie. W sitach płaskich wszystkie otwory leżą w jednej płaszczyźnie w odróżnieniu od sita przestrzennego, w którym otwory leżą np. w dwu płaszczyznach.
Biorąc pod uwagę skuteczność rozdzielania, niezawodność pracy sit i przesiewania, kryteriami podziału sit płaskich są:
geometria otworów w sicie,
możliwość regulacji roboczego wymiaru otworu,
rozmieszczenie otworów względem siebie i kierunku ruchu materiału,
rodzaj materiału i sposób wykonania sit,
rodzaj ruchu sita.
Według miejsca w procesie technologicznym sita płaskie dzielimy na:
czyszczenia wstępnego,
sortujące,
piaskowe.
Ze względu na rodzaj materiału i sposób wykonania sit, dzielimy je tak, jak pokazano na ryc. 1.5.
Według sposobu wykonania sita dzielimy na: dziurkowane, plecione, tkane i segmentowe. Sita dziurkowane mają otwory okrągłe i podłużne, sita plecione - kwadratowe, tkane - kwadratowe i podłużne, segmentowe - żaluzjowe, rolkowe i krążkowe. Sita mogą współpracować z ukośnym strumieniem powietrza. Sita dziurkowane zwane też perforowanymi lub tłoczonymi wykonane są z blachy mosiężnej, cynkowej lub stalowej ocynkowanej. Na ryc. 1.7. przedstawiono rodzaje sit z otworami wytłaczanymi a na ryc. 1.8. - sposób rozmieszczenia otworów w sicie.
a,b - otwory okrągłe rozmieszczone w narożach równoramiennego sześciokąta, c,d - otwory podłużne rozmieszczone równolegle do kierunku ruchu nasion, e - otwory podłużne ustawione ukośnie, f - otwory podłużne ustawione w szachownicę, g - rozmieszczenie otworów trójkątnych; r - średnica otworu, Qp - szerokość otworu, Sp - odległość otworów w rzędzie, Sd - rozstaw rzędów
Sita plecione lub tkane są zazwyczaj wykonane z drutu stalowego o różnej grubości. Otwory są najczęściej kwadratowe, rzadziej prostokątne. Sita te nie zapewniają dokładnego rozdzielania nasion, bo w przypadku np. otworu kwadratowego nasiona mogą się ustawiać wzdłuż boku kwadratu lub też wzdłuż jego przekątnej, która jest większa od boku. Stąd sita te są najczęściej stosowane jako sita czyszczenia wstępnego, owiewane strumieniem powietrza. W konstrukcji sita wyróżnić można osnowę i wątek. Za osnowę uważa się druty ustawione wzdłuż sita, a za wątek - druty poprzeczne. Zatem druty osnowy określają długość sita, a wątku - jego szerokość. Rodzaje sit drucianych przedstawia ryc. 1.9., a asortyment sit drucianych - ryc. 1.10.
ita charakteryzowane są wymiarem średnicy koła, boku lub przekątnej kwadratu, boku prostokąta a w Anglii i USA również liczbą oczek (otworów) przypadających na ( = ). Jednostka określająca liczbę otworów na długości jednego cala, określana jest symbolem M (od słowa mesh - oczko).
Sita segmentowe biorą swoją nazwę od szeregu takich samych elementów (segmentów) wchodzących w ich skład. Elementy składowe takich sit wykonane są z blachy a umieszczone są w obudowie zwanej koszem.
Najczęściej stosowane sita segmentowe to: sita z rozszerzającymi się otworami, grzebieniowe, szczelinowe, łuskowate i żaluzjowe. Typy sit segmentowych przedstawiono na ryc. 1.11.
Szczególną grupę wśród sit segmentowych zajmują segmentowe sita obrotowe. Poszczególne segmenty wykonują ruch obrotowy wzajemnie zsynchronizowany. Wśród sit segmentowych obrotowych możemy wyróżnić sita krążkowe (tarczowe) i sita rolkowe.
a - sito krążkowe (tarczowe), b - sito rolkowe
Sita segmentowe (bierne) znalazły szerokie zastosowanie w kombajnach zbożowych a obrotowe w kombajnach do ziemniaków oraz w maszynach do sortowania ziemniaków, owoców i warzyw.
Kosz sitowy zwany też rzeszotem składa się z metalowej lub drewnianej ramy. W ramie znajdują się podłużne wycięcia służące do mocowania sit i ułatwiające ich wymianę. Kosz sitowy zawieszany jest na ramie młocarni, czyszczalni lub sortownika za pośrednictwem płaskich wahaczy lub podparty na sprężystych stalowych podporach wykonanych z wygiętych płaskowników. Kosz sitowy najczęściej ma możliwość regulacji kąta pochylenia, co umożliwia zastosowanie np. czyszczalni do czyszczenia kilku gatunków roślin oraz pracy w różnych warunkach.
Przesiewacze obrotowe
Przesiewacze obrotowe zbudowane są z cylindrycznych bębnowych sit usytuowanych w różnych płaszczyznach i wykonujących ruch obrotowy z różnymi prędkościami. Przyjmując jako kryterium przestrzenne usytuowanie obrotowych sit, wyodrębnić można dwa rodzaje przesiewaczy obrotowych:
z poziomą osią obrotu,
z pionową osią obrotu.
Powszechnie stosowanym przesiewaczem z poziomą osią obrotu jest sito cylindryczne, stanowiące perforowaną, plecioną lub tkaną pobocznicę walca i obracające się wraz z wałem napędowym. Mieszanina ziarnista wprowadzana jest do wnętrza cylindra z jednej jego strony zwanej wlotową. Masa przesuwa się w głąb cylindra (poosiowo) w wyniku ruchu obrotowego, wzajemnego nacisku ziarna oraz jego pochylenia pod niewielkim kątem. Równocześnie w wyniku sił tarcia ziarno wynoszone jest przez obracający się cylinder na taką wysokość, na której kąt nachylenia jego pobocznicy będzie większy od kąta tarcia i wtedy ziarno spadnie na spód, by rozpocząć swój ruch od początku. Cykle wynoszenia i spadania ziarna trwają tak długo, aż ziarno opuści cylinder albo przez otwory w sicie, albo przez wylot. W czasie przemieszczania przez cylinder masa jest intensywnie mieszana, co zwiększa prawdopodobieństwo przesiewania się różnych frakcji ziarna przez otwory. Sita cylindryczne mają średnice od 400 - , a ich długość zależna jest od średnicy
Tryjery
Podstawową cechą rozdzielczą wykorzystywaną w tryjerach jest długość nasion. W wyniku procesu rozdzielczego w tryjerze uzyskuje się dwie frakcje - frakcję nasion długich, która pozostaje na dnie cylindra tryjera oraz frakcję nasion krótkich, która kierowana jest do rynienki znajdującej się we wnętrzu cylindra. Elementem roboczym tryjera jest pobocznica walca mająca na swojej wewnętrznej stronie wgłębienia (komórki) o różnej wielkości i różnych kształtach. Wymiary wgłębień dobiera się do gatunku rozdzielanych nasion tak, aby mieściły się w nich tylko niektóre z nich (nasiona krótkie i poślednie). We wnętrzu cylindra znajduje się rynienka z regulowanym położeniem. Do rynienki kierowane są właśnie nasiona krótkie, czyli takie, które mieszczą się we wgłębieniach i wynoszone są na pewną wysokość i spadając wychwytywane są przez rynienkę.
Biorąc jako kryterium budowę elementu roboczego tryjery dzielimy na:
cylindryczne, w których proces rozdzielczy odbywa się wewnątrz obracającego się cylindra,
bębnowe, w których proces rozdzielczy odbywa się na zewnętrznej stronie obracającego się bębna,
skrzydełkowe albo łopatkowe, w których proces rozdzielczy realizowany jest przez odpowiednio ukształtowane skrzydełka,
tarczowe, w których proces rozdzielczy realizowany jest poprzez szereg kołowych tarcz z wgłębieniami,
taśmowe, w których proces rozdzielczy odbywa się na taśmie z wgłębieniami,
cylindryczne ze skrzydełkami,
szpilkowe, w których proces rozdzielczy odbywa się w cylindrze zaopatrzonym w szpilki i niektóre nasiona są nabijane i wynoszone.
Według przeznaczenia tryjery cylindryczne dzieli się na dwie grupy:
do wydzielania zanieczyszczeń krótkich z materiału podstawowego np. nasiona chwastów,
do wydzielania materiału podstawowego z mieszaniny nasion różniących się długością np. jęczmienia z owsa.
Stąd też w praktycznym zastosowaniu znalazły się tryjery o pojedynczym i podwójnym działaniu. Tryjer o działaniu pojedynczym może wykonać tylko jedną z opisanych czynności i rozdziela mieszaninę na dwie frakcje. Z uwagi na to, że zwykle zachodzi potrzeba wykonania obydwu przedstawionych czynności, na wspólnej osi umieszcza się dwa cylindry o jednakowej średnicy, przy czym pierwszy z nich wydziela gatunek podstawowy z frakcji nasion długich a drugi wydziela z gatunku podstawowego frakcję nasion krótkich. Taki tryjer nazywany jest tryjerem o działaniu podwójnym, dzieli materiał wejściowy na trzy frakcje. Natomiast w zależności od prędkości obwodowej cylindra roboczego, tryjery dzieli się na wolnoobrotowe o prędkościach 0,4 - 0,6 m/s oraz szybkoobrotowe o prędkościach powyżej 1,2 m/s. Obecnie prawie wyłącznie stosuje się tryjery szybkoobrotowe. Jeżeli cylinder ma długość ponad , wówczas ustawia się go pod kątem 2 - 5o w stosunku do poziomu. Zależnie od dodatkowego wyposażenia tryjery mogą być dzielone na klasy od pierwszej do piątej. Schemat tryjera o podwójnym działaniu przedstawia ryc. 1.19
Ryc. 1.19. Schemat działania tryjera o działaniu podwójnym:
Zd - nasiona długie, Zk - nasiona krótkie i połamane, P1,P2,P3 - frakcje nasion podstawowych, Mw - mieszanina wejściowa; 1 - cylinder roboczy, 2 - rynienka, 3 - ślimak przemieszczający masę w rynience, 4 - sito sortujące
Ogólną budowę tryjera przedstawiono na ryc. 1.20.
1 - kosz zasypowy, 2 - wentylator, 3 - sito płaskie, 4 - cylindryczne sito sortujące, 5 - cylinder roboczy, 6 - rynienka, 7 - przenośnik ślimakowy; Mw - masa wejściowa, P - ziarno gatunku podstawowego, Zl - zanieczyszczenia lekkie, Zg - zanieczyszczenia większe od ziarna, Zk - zanieczyszczenia krótkie
a-g frakcje rozdzielonej mieszaniny wejściowej; 1 - zbiornik zasypowy, 2 - żłobkowany wałek dozujący, 3 - sito, 4 - wentylator, 5 - kanał wprowadzający mieszaninę do cylindra, 6 - cylinder roboczy, 7 - sita sortujące
Zasada działania tryjera przedstawionego na ryc. 1.20. jest następująca: materiał wejściowy znajdujący się w koszu zasypowym wygarniany jest w postaci równomiernej strugi przy pomocy karbowanego wałka. Z kosza masa zsypuje się na sito płaskie a dodatkowo podczas spadania owiewana jest strumieniem powietrza, który wydziela z niej zanieczyszczenia lekkie np. plewy, kurz. Na sicie następuje wydzielenie zanieczyszczeń wymiarowo większych niż ziarno gatunku podstawowego np. zgoniny. Z sita masa spada na pochylnię kierującą ją do cylindra tryjera. W cylindrze roboczym następuje właściwy proces rozdzielania masy na frakcje wymiarowo mniejsze niż nasiona gatunku podstawowego: nasiona chwastów, poślad oraz na nasiona celne gatunku podstawowego. Frakcja domieszek krótkich jest wynoszona we wgłębieniach cylindra i spada do rynienki, skąd przenośnikiem ślimakowym wyrzucana jest na zewnątrz. Natomiast frakcja ziarna celnego zsuwa się po wewnętrznej stronie cylindra i kierowana jest do wylotu. Z wylotu ziarno spada na cylindryczne sito sortujące je na dwie lub trzy wymiarowo różne frakcje. Jest to opis pracy tryjera o działaniu pojedynczym, składającego się tylko z jednego cylindra roboczego. Tryjer podwójnego działania ma wszystkie dodatkowe urządzenia przedstawione na ryc. 1.20. oraz dwa cylindry ustawione albo jeden za drugim i napędzane wspólnym wałem (ryc. 1.19., 1.21.) albo jeden nad drugim i napędzane oddzielnymi wałami. Niezależnie od sposobu umieszczenia cylindrów zasada pracy jest taka sama. Ziarno z kosza zasypowego wygarniane jest wałkiem i spadając owiewane strumieniem powietrza wytwarzanym przez wentylator. Strumień powietrza wydziela zanieczyszczenia lekkie. Następnie masa spada na sito płaskie wykonujące ruch wahadłowy, gdzie wydzielane są zanieczyszczenia duże. Ziarno z zanieczyszczeniami krótkimi przesiewa się przez sito, spada na pochylnię i kierowane jest do cylindra pierwszego. W cylindrze pierwszym wgłębienia są tak dobrane do czyszczonego materiału, że nasiona krótkie np. pszenica wraz z krótkimi zanieczyszczeniami są podnoszone i spadają do rynienki a nasiona długie np. owies zsuwają się po wewnętrznej stronie cylindra i kierowane są do wylotu znajdującego się w końcowej jego części. Jest to frakcja opisana na ryc. 1.19. jako 2d. Natomiast mieszanina znajdująca się w rynience przesuwana jest ślimakiem i przez wcięcie w dnie rynienki spada do cylindra drugiego. Wgłębienia w tym cylindrze są tak dobrane, że mieszczą się w nich zanieczyszczenia krótkie, które są wynoszone i kierowane powtórnie do rynienki, skąd wygarniane są ślimakiem na zewnątrz (frakcja Zk). Natomiast ziarno gatunku podstawowego np. pszenicy zsuwa się po wewnętrznej stronie cylindra i wylotem spada na sito cylindryczne, gdzie sortowane są na frakcje wielkościowe (P1,P2,P3). Ruch nasion po sicie wymuszony jest ślimakiem zamocowanym do zewnętrznej strony cylindra drugiego. W ten sposób uzyskano przeciwny kierunek ruchu nasion na sicie cylindrycznym w stosunku do ruchu nasion wewnątrz cylindra, który to ruch spowodowany jest naporem nasion i pochyleniem cylindra roboczego. Dla właściwej pracy tryjera oprócz doboru cylindrów z odpowiednimi wgłębieniami, koniecznym jest ustawienie rynienki wewnątrz cylindra. Stąd w tryjerach uniwersalnych przeznaczonych do czyszczenia różnych gatunków nasion rynienka mocowana jest wahliwie, co pozwala na właściwe jej ustawienie w zależności od wymiarów frakcji mieszaniny
wejściowej. Podstawowymi parametrami roboczymi cylindra tryjera są wymiary i kształt wgłębień. Wgłębienia mogą być frezowane lub wytłaczane na zimno. Wykonuje się je w rozwiniętym arkuszu blachy (stalowa lub cynkowa), który po obróbce jest zwijany w cylinder i lutowany lub spawany. Większość stosowanych cylindrów ma otwory wytłaczane i rozmieszczone według określonego sposobu. Sposób rozmieszczenia wgłębień przedstawiono na ryc. 1.21.
a - wtłaczane, b - wiercone (frezowane), c - rozmieszczenie wgłębień: t - odległość otworów w rzędzie, t1 - odległość pomiędzy rzędami wgłębień o takim samym rozmieszczeniu otworów, d - średnica wgłębienia
Elementem roboczym tryjera tarczowego jest płaska tarcza z rozmieszczonymi na niej po obydwu stronach kieszonkowatymi wgłębieniami. Tryjer tarczowy składa się z szeregu tarcz osadzonych równolegle na wspólnym poziomym wale. Tarcze pracują w cylindrycznej osłonie a w przestrzeniach międzytarczowych usytuowane są rynienki. Tarcze dolną częścią zagłębiają się w mieszaninie. Podczas obrotu tarcz do kieszonek wpadają cząstki frakcji drobnej, po czym wynoszone są i spadają na rynienki, skąd zsuwają się do wspólnego wylotu. Frakcja nasion podstawowych zsuwa się po wewnętrznej stronie cylindrycznej osłony do wylotu. Po wypadnięciu nasiona mogą być sortowane na frakcje wielkościowe. Zewnętrzna średnica tarcz może wynosić 380, 460 i . Liczba tarcz tryjera wynosi 12 - 30 sztuk. Tryjery tarczowe mogą być tryjerami o działaniu pojedynczym lub podwójnym. Ogólna zasada pracy tryjera tarczowego jest podobna do pracy tryjera cylindrycznego.
1 - kosz zasypowy, 2 - tarcza robocza, 3 - wylot frakcji drobnej, 4 - wylot nasion celnych
Tryjery szpilkowe są to maszyny, w których proces rozdzielczy realizowany jest w obracającym się cylindrze, mającym zamiast wgłębień wewnętrzną powierzchnię pokrytą igłami ustawionymi pod pewnym kątem. Tryjery te stosuje się wyłącznie do wydzielania z nasion roślin strączkowych wszystkich tych nasion, które są uszkodzone mechanicznie lub nadgryzione przez szkodniki.
a - przekrój poprzeczny, b - sposób umieszczenia i mocowania szpilek; 1 - cylinder roboczy, 2 - szczotka zgarniająca, 3 - rynienka, 4 - przenośnik
Zasada działania tryjera szpilkowego jest następująca: nasiona wprowadzane są do wnętrza cylindra wykonującego ruch obrotowy, gdzie podlegają selektywnemu działaniu szpilek. Nasiona gładkie bez uszkodzeń przesuwają się po dnie cylindra w stronę wylotu, natomiast nasiona uszkodzone nabijane są na szpilki i wynoszone. Na pewnej wysokości w cylindrze znajduje się obrotowa szczotka zgarniająca nabite nasiona ze szpilek i kierująca je do rynienki. Z rynienki przenośnikiem wyrzucane są na zewnątrz maszyny. Szpilki ustawione są w szachownicę, w płaszczyznach prostopadłych do osi obrotu cylindra, ostrzami w kierunku zgodnym z ruchem cylindra. Średnica cylindra wynosi a jego prędkość obrotowa 11 obr/min.
Czyszczalnie złożone
Czyszczalnie złożone są to maszyny czyszczące wykorzystujące w procesie rozdzielczym więcej niż jedną cechę lub właściwość masy ziarnistej. W zależności od przyjętych właściwości masy i kolejności ich wykorzystania możemy tu wyróżnić:
rozdzielacze sitowo-pneumatyczne,
rozdzielacze sitowo-pneumatyczne z tryjerami.
Zatem rozdzielacze sitowo-pneumatyczne posiadają zarówno wentylator wytwarzający ssący lub tłoczący strumień powietrza jak i sita. Obydwie czynności, to jest rozdzielanie w strumieniu powietrza i na sitach mogą przebiegać niezależnie od siebie lub też równocześnie. Biorąc pod uwagę przebieg czynności, rozdzielacze sitowo-pneumatyczne można podzielić na dwie grupy:
rozdzielacze z niezależnym układem sitowym i pneumatycznym,
rozdzielacze z układem sitowym przedmuchiwanym strumieniem powietrza.
Jeżeli przyjąć za kryterium podziału sposób łączenia i kolejności oddziaływania na mieszaninę sit i strumienia powietrza, uzyskamy następujące warianty:
sito - kanał pneumatyczny,
sito - kanał pneumatyczny - sito,
kanał pneumatyczny - sito,
kanał pneumatyczny - sito - kanał pneumatyczny,
kanał pneumatyczny - kanał pneumatyczny - sito,
sito - sito - kanał pneumatyczny
1 - kosz zasypowy, 2 - sito cylindryczne obrotowe, 3 - kaskadowy układ I aspiracji, 4,5 - kosze dwusitowe, 6 - równoległe kanały pneumatyczne II aspiracji, 7 - zawór ciągu zanieczyszczeń lekkich, Mw - masa wejściowa, Zg - zanieczyszczenia grube, Zl - zanieczyszczenia lekkie, Zbl - zanieczyszczenia bardzo lekkie, Zd - domieszki drobne, P - nasiona gatunku podstawowego
Przedstawiona na ryc. 1.26. czyszczalnia składa się z następujących zespołów w kolejności:
sito cylindryczne wstępnego czyszczenia,
zespół czyszczenia pneumatycznego,
zespół dwu równolegle pracujących zestawów sit,
dwu kanałów pneumatycznych sortujących materiał schodzący z pierwszego i drugiego kosza sitowego.
Kosze sitowe są napędzane przeciwbieżnie i wyposażone w sita ziarnowe i piaskowe. Zasada działania czyszczalni przedstawionej na ryc. 1.26. jest następująca: z kosza zasypowego (1) masa dostaje się na sito cylindryczne (2) o zasilaniu zewnętrznym. Na sicie tym oddzielane są zanieczyszczenia grube (zgoniny, obce duże nasiona) i poprzez ruch obrotowy sita, wyrzucane wylotem na zewnątrz. Pozostała masa ziarnista przesiewa się przez sito i dostaje się do kaskadowego kanału I aspiracji (3). W kanale tym wydzielone są zanieczyszczenia bardzo lekkie i lekkie, z których zanieczyszczenia bardzo lekkie wyrzucane są na zewnątrz a zanieczyszczenia lekkie gromadzone są w komorze pneumatycznej. Pozostała masa spada na sita (4,5), na których jest rozdzielana. Na sicie pierwszym wydzielane są zanieczyszczenia grube (Zg) i wyrzucone na zewnątrz. Na sicie drugim zatrzymane są nasiona celne wymiarowo największe, które zsuwają się z niego i dostają w strefę działania strumienia powietrza kanału II aspiracji (6). Tu wydzielone są nasiona wymiarowo równe nasionom celnym ale od nich lżejsze (puste lub słabo wypełnione). Frakcja lekka kierowana jest do komory pneumatycznej a frakcja właściwa do wylotu (P). Przez sito drugie przesiewa się frakcja drobna (poślad, nasiona chwastów) i kierowana do wylotu (Zd). Komora pneumatyczna opróżniana jest poprzez zawór (7). Masa w zależności od wymiarów kierowana jest albo na sita górne albo na sita dolne. Zasada ich działania jest taka sama z tym, że z sitami dolnymi współpracuje inny kanał aspiracji II. W czyszczalni tej wykorzystano właściwości aerodynamiczne, cechy geometryczne i ciężar właściwy mieszaniny ziarnistej. Przedstawicielem czyszczalni z układem sitowym przedmuchiwanym strumieniem powietrza jest wialnia przedstawiona na ryc. 1.27. i wialnia wibracyjna przedstawiona na ryc. 1.28. W tej grupie rozdzielaczy strumień powietrza i zespół sitowy tworzą jedną całość. Sita przedmuchiwane są ukośnym strumieniem powietrza, który wydziela zanieczyszczenia lekkie ale nie sortuje nasion.
1 - kosz zasypowy, 2 - zasuwa szczeliny kosza, 3 - karbowany wałek wygarniający, 4 - młotkowe bijaki wstrząsowe sita, 5 - kanał powietrzny I (aspiracyjny), 6,8 - zasuwy regulacyjne wentylatora, 7 - wentylator, 9 - kanał powietrzny II (aspiracyjny), 10 - osadnik (cyklon), 11 - cylinder tryjera, 12 - rynienka; A,B - sita czyszczenia wstępnego, C - sito piaskowe, D - sito pośladowe; I - ziarno najlżejsze, II - zanieczyszczenia najlżejsze, III - zanieczyszczenia lekkie, IV - zanieczyszczenia duże, V - zanieczyszczenia drobne ciężkie, VI - ziarno poślednie, VII - ziarno lekkie (niewypełnione), VIII - ziarno konsumpcyjne, IX - zanieczyszczenia krótkie (poślad), X - ziarno celne (siewne)
Zasada pracy czyszczalni przedstawionej na ryc. 1.29. jest następująca: masa wejściowa z kosza zasypowego (1) poprzez regulowaną szczelinę (2) roboczą, wygarniana jest żłobkowanym wałkiem (3) i dostaje się do pierwszego kanału powietrznego (5). Ssący strumień powietrza wytwarza wentylator odśrodkowy (7). Strumień powietrza porywa zanieczyszczenia lekkie, które po drodze są rozdzielane na najlżejsze ziarno (I), najlżejsze zanieczyszczenia (II-pył) i zanieczyszczenia lekkie (III-plewy) zbierane w osadniku (10). Frakcje I i II wyrzucane są na zewnątrz. Pozostała masa spada na sita wstępnego czyszczenia (A,B). Na sitach wstępnych, z których sito B może być zastąpione pochylnią, oddzielane są zanieczyszczenia wymiarowo duże IV zwane zgoninami i skierowane do wylotu. Pozostała masa przesiewa się na sito C, przez które przesiewają się zanieczyszczenia drobne (V) i ciężkie typu piasek i nasiona chwastów, które wylotem usuwane są z maszyny. Pozostała masa, w tym ziarno podstawowe, przesuwa się na sortujące sito D. Na sicie D oddzielany jest poślad, który przesiewa się przez nie i wypada wylotem VI. Masa ziarna podstawowego zsuwa się po sicie D i dostaje się do drugiego kanału powietrznego (9), gdzie oddzielone są nasiona wymiarowo równe frakcji podstawowej ale od nich lżejsze (słabo wypełnione). Nasiona te porywane są strumieniem powietrza i kierowane do wylotu VII. Jeżeli czyszczone ziarno jest przeznaczone do konsumpcji, to proces czyszczenia jest zakończony i ziarno kierowane jest do wylotu VIII, gdzie jest workowane lub odbierane i przesyłane do składowania. Jeżeli jest to ziarno siewne, to frakcja VIII kierowana jest pochylnią do cylindra tryjera (11), w których następuje doczyszczenie. Poślad i pozostałe zanieczyszczenia krótkie wynoszone są wgłębieniami i spadają do rynienki (12), skąd wylotem IX wypadają na zewnątrz. Frakcja ziarna celnego przesuwa się po dnie cylindra (11), skąd zsypuje się do przenośnika bębnowo-łopatkowego, który wynosi je do dwukanałowego workownika X. Ziarno jest workowane lub odbierane i przesyłane do przechowywania luzem. W celu zwiększenia wydajności, sita wprawiane są w ruch wibracyjny. Sita górne (wstępnego czyszczenia) są oczyszczane z zakleszczonych nasion lub zanieczyszczeń przez drgania wywoływane uderzeniami bijakowych młotków gumowych a sita dolne przy pomocy szczotek wykonujących ruch posuwisto-zwrotny od strony dolnej.
Czyszczalnia przedstawiona na ryc. 1.30. działa podobnie jak czyszczalnia z ryc. 1.29., ma tylko inny układ przestrzenny położenia tryjera.
Separatory tarciowe
W separatorach tarciowych jako cechę rozdzielczą wykorzystuje się rodzaj tarcia i związany z nim współczynnik tarcia zewnętrznego oraz kształt nasion i ich teksturę, rzutujących na charakter ruchu nasion. Z maszyn wykorzystujących te cechy można spotkać w użytkowaniu płótniarki, żmijki, stoły kaskadowe i rozdzielacze obrotowe. Zasada ich działania omówiona zostanie na przykładzie żmijki i płótniarki
1 - maszt, 2 - pochylnie (tory) wewnętrzne, 3 - pochylnia (tor) zewnętrzny, 4 - przegroda regulacji nasion kulistych, 5 - nasiona kuliste, 6 - nasiona podłużne, 7 - kosz zasypowy, 8 - korba regulacji otworu wylotowego kosza zasypowego, 9 - szczelina wylotowa, 10 - stożek rozdzielający nasiona, 11 - podstawa żmijki
I - wylot nasion, II - wylot zanieczyszczeń długich (zgoniny); 1 - kosz zasypowy, 2 - wałek wygarniający, 3 - płótno (równia pochyła), 4,5 - wałki płótniarki, 6 - listwy boczne
Czyszczalnie magnetyczne w procesie rozdzielania mieszaniny wykorzystują tylko ferromagnetyczne właściwości materiału. Są zatem zdolne wydzielić domieszki (zanieczyszczenia) metaliczne ferromagnetyczne od materiałów nie wykazujących tych właściwości. Proces rozdzielania zachodzi w polu magnetycznym i obejmuje dwa rodzaje operacji:
Wydzielanie z mieszaniny ziarnistej tych cząstek, które po zmieszaniu z proszkiem ferromagnetycznym zatrzymują na swojej powierzchni taką jego ilość, aby wystarczyło to do wydzielenia ich w polu magnetycznym.
Wydzielanie zanieczyszczeń ferromagnetycznych w procesach obróbki pozbiorowej lub przetwórstwa głównie zbóż.
W przypadku pierwszym właściwości ferromagnetyczne są cechą nabytą poprzez oklejanie nasion specjalnie do tego celu przygotowanym proszkiem magnetycznym. Cecha ta jest cechą wtórną w stosunku do tekstury powierzchni cząstki oraz jej higroskopijności. Natomiast w przypadku drugim, właściwości ferromagnetyczne są fizyczną właściwością materiału. Magnetyczna metoda rozdzielania stosowana jest między innymi w czyszczeniu nasion lnu, koniczyny czerwonej, lucerny, esparcety, strączkowych, w których występują chwasty o bardziej chropowatej (przyczepnej) powierzchni przy innych cechach bardzo podobnych do czyszczonych nasion.
Proces czyszczenia magnetycznego składa się z trzech czynności:
Mieszanie nasion z proszkiem ferromagnetycznym,
Przemieszczenie nasion z mieszalnika w strefę działania pola magnetycznego,
Wydzielanie zanieczyszczeń w polu magnetycznym.
Podczas mieszania nasion z proszkiem wykorzystuje się przyczepność proszków na sucho lub na mokro, zwilżając nasiona wodą lub olejem, bądź też obydwoma cieczami w kolejności woda - olej. Nasiona pokryte proszkiem magnetycznym umieszczone w polu magnetycznym są przyciągane przez magnes jedynie wtedy, gdy siła przyciągania magnesu Fm jest większa od wypadkowej siły ciężkości i siły tarcia.
1 - kosz zasypowy, 2 - rynienka zsypowa, 3 - bęben elektromagnetyczny, 4 - prądnica prądu stałego, 5,6,7,8 - wyloty nasion, 9 - lejek do proszku, 10 - lejek do wody, 11 - ślimak mieszający, 12 - zbiornik mieszalnika
Zasada działania obydwu czyszczalni jest podobna, z tą tylko różnicą, że w czyszczalni jednobębnowej proces wydzielania nasion chwastów zaczyna się i kończy na jednym bębnie. Natomiast w czyszczalni dwubębnowej nasiona gatunku podstawowego wydzielone na bębnie pierwszym kierowane są do powtórnego czyszczenia na bębnie drugim, co poprawia efektywność separacji. Działanie czyszczalni magnetycznej jest następujące: mieszanina ziarnista z kosza zasypowego (1) przez regulowaną szczelinę spada do mieszalnika (2). W mieszalniku zaopatrzonym w ślimakowe mieszadło następuje wymieszanie masy ze sproszkowanym najczęściej żelaznym proszkiem podawanym przez lejek (4). Jeżeli zachodzi konieczność nasiona zwilżane są wodą (5), olejem (6) lub obydwoma płynami naraz w kolejności woda - olej. Po wymieszaniu nasion z proszkiem, ślimak kieruje je na pochylnię, skąd przenośnikiem czerpakowym (7) są podnoszone i rurą zsypową kierowane do kosza zasypowego pierwszego bębna magnetycznego (8). Z kosza zasypowego (1) przez regulowaną szczelinę, wałkiem wygarniającym (9) nasiona równomierną warstwą przez pochylnię kierowane są na pierwszy obrotowy bęben roboczy (10). Na około połowie bębna wytwarzane jest pole magnetyczne. Pole wytwarza magnes (11). Nasiona spadające z pochylni dostają się natychmiast w sferę działania pola magnetycznego, gdzie rozpoczyna się właściwa separacja. Pole magnetyczne przytrzymuje na powierzchni bębna nasiona pokryte proszkiem (są to zwykle nasiona chwastów), które razem z obracającym się bębnem przenoszone są do wylotów III i IV. Wylotem III wypada proszek żelazny a wylotem IV nasiona chwastów i nasiona poślednie. Natomiast nasiona wolne od proszku (materiał podstawowy) spadają wylotami I i II. Z wylotu I nasiona kierowane są na drugi bęben roboczy (11) poprzez wstrząsaną pochylnię. Natomiast z wylotu II nasiona wypadają na zewnątrz. Bęben drugi działa identycznie jak bęben pierwszy, z tą tylko różnicą, że rozdziela masę na dwie frakcje. Nasiona gatunku podstawowego częściowo pokryte proszkiem przenoszone są do wylotu II, natomiast nasiona celne wylotem spadają na pochylnię i dalej podnośnikiem czerpakowym (13) do workownic. Proszek przylgnięty do powierzchni bębnów zgarniają szczotki (12). Czyszczenie nasion w tej czyszczalni polega na wykorzystaniu przyczepności proszku żelaza do powierzchni nasion. Nasiona o chropowatej powierzchni pokrywane są warstwą proszku i są przyciągane przez magnes, zaś nasiona gładkie nie zatrzymują proszku i zachowują własności ciał diamagnetycznych i nie są przyciągane przez pole magnetyczne. Na czyszczalni tej można wydzielić np. z nasion koniczyny lub lnu nasiona takich chwastów jak kanianka, babka, żęcica, których nie można oddzielić przy pomocy innych maszyn. Dawkowanie proszku, wody lub oleju zależy od stopnia i rodzaju zachwaszczenia nasion. W przybliżeniu można orientować się następującymi wielkościami: proszku od 0,2 - 1,3%, oleju od 0,02 - 0,07% a wody od 0,2 - 1,2%. Proszek może być używany w postaci czystej lub z domieszkami. Proszek może być używany wielokrotnie.
Sortownik stołowy rozdziela mieszaninę ziarnistą wykorzystując różne ciężary właściwe i elastyczność (sprężystość) jej składników. Z nasion celnych można w ten sposób wydzielić nasiona skiełkowane lub porażone chorobami. Schemat działania sortownika stołowego przedstawiono na ryc. 1.39.
Rozdział nasion na sortowniku stołowym odbywa się według następującej zasady: jeżeli na środek lekko nachylonego stołu, zaopatrzonego w zygzakowato przebiegające ścianki, nasypiemy nasion i będziemy stołem wstrząsać w kierunku poprzecznym, w kanałach utworzonych przez ścianki nasiona będą się układały w warstwy w zależności od ciężaru właściwego, przy czym nasiona cięższe opadną w dół a lżejsze ułożą się na wierzchu. Ciężkie nasiona ułożą się warstwą na spodzie, dlatego też ruch nadawany im przez stół będzie hamowany przez nasiona lżejsze leżące na wierzchu (nad nimi). Natomiast ruch nasion lżejszych ograniczony jest jedynie przez wzajemne ich tarcie. W efekcie różnic w ruchu nasion na stole, nasiona cięższe przesuwają się powoli w dół (linia przerywana ryc. 1.39.), a nasiona lżejsze uderzając o ściany przegród będą odrzucane od nich z siłą większą niż siła ciężkości na nie działająca i drogą zygzakowatą kierują się w górę stołu (linia kreskowo-kropkowa na ryc. 1.39). Nachylenie stołu, częstotliwość wstrząsów i ich siłę trzeba dobrać do gatunku i składu rozdzielanej mieszaniny. Zasada pracy sortownika stołowego jest następująca: z kosza zasypowego nasiona przez regulowaną szczelinę spadają na stół. Stół osadzony jest na podporach połączonych stalowymi prętami przechodzącymi przez prowadnicę. Na prętach między podporami i prowadnicami osadzone są spiralne sprężyny, amortyzujące uderzenia i nadające stołowi ruchy elastyczne. Spód stołu nie jest płaski, lecz prawa i lewa połowa jego dna tworzą kąt około 176o. Połowa prawa (dolna) ma nachylenie mniejsze a lewa (górna) większe. Taka budowa dna wywiera zasadniczy wpływ na sortowanie. Mniejsze nachylenie dna powoduje wolniejszy ruch nasion cięższych w dół a nachylenie większe utrudnia przesuwanie się nasion w górę i dokładniejsze ich sortowanie. Częstotliwość drgań stołu wynosi od 200 do 220 na minutę. Przekroje sortownika stołowego przedstawia ryc. 1.40.
Rozdzielanie nasion w czyszczalni fotoelektrycznej przedstawionej na ryc. 1.41. odbywa się na zasadzie odchylania torów nasion wcześniej naładowanych ładunkiem elektycznym w zależności od ich koloru. Nasiona spadają swobodnie i tory ich są odchylane w polu elektrycznym.
Właściwości elektryczne materiałów ziarnistych takie jak przewodnictwo, przenikalność dielektryczna, zdolność do polaryzacji i przyjmowanie lub oddawanie ładunków elektrycznych można wykorzystać w procesach rozdzielczych. Praktycznie wykorzystuje się trzy sposoby elektryzowania cząstek:
elektryzowanie w wyniku tarcia zewnętrznego i wewnętrznego,
elektryzowanie poprzez zetknięcie cząstek z elektrodą,
elektryzowanie w polu elektrycznym wyładowań ulotowych.
Cząstki naelektryzowane dodatnio lub ujemnie można rozdzielić poprzez wprowadzenie ich między elektrody i odchylanie ich z toru swobodnego spadku (przyciąganie i odpychanie). Na ryc. 1.44 przedstawiono dwa rodzaje rozdzielaczy elektrostatycznych, w których rozdzielanie cząstek odbywa się w polu elektrycznych wyładowań ulotowych.
a - bębnowym, b - komorowym; 1 - bęben będący elektrodą dodatnią, 2 - szczotka zgarniająca, F1, F2, F3 - frakcje rozdzielonych cząstek.
Rozdzielacz przedstawiony na ryc. 1.44a, zbudowany jest z bębna obrotowego (20-60 obr/min) będącego elektrodą dodatnią oraz szeregu przewodów rozpiętych równolegle do tworzącej bębna, które stanowią ujemną elektrodę świetlącą. W tym zespole następuje rozdzielenie cząstek przy wykorzystaniu następujących sił: pola elektrycznego, ciężkości, odśrodkowej, wzajemnego oddziaływania pomiędzy naelektryzowaną cząstką a bębnem. W zależności od siły wypadkowej cząstki zachowują się różnie. I tak cząstki duże, ciężkie, wilgotne, o dobrej przewodności odrywają się od bębna najwcześniej i spadają do wylotu F1. Cząstki lekkie i suche zatrzymują się na powierzchni bębna dłużej i spadają do wylotu F2, a cząstki najlżejsze i najbardziej suche przylegają do bębna tak, że trzeba je odrywać szczotką i kierowane są one o wylotu F3.
Rozdzielacz przedstawiony na ryc. 1.44b wykorzystuje dwie siły: siłę ciężkości cząstek i siłę przyciągania elektrostatycznego. Wykorzystuje więc własności elektryczne materiału. Zbudowany jest z elektrody dodatniej i podobnie jak w rozdzielaczu z ryc. 1.41a ujemnej elektrody świetlącej zbudowanej z przewodów rozpiętych równolegle do elektrody dodatniej. Wykorzystując podane własności cząstki mogą spadać swobodnie (nie działa na nie siła przyciągania elektrody dodatniej) do wylotu F1 oraz mogą być odchylane różną siłą i spadać do wylotu F2 lub F3.
Rozdzielacze tego typu ( i b) są układami złożonymi z trzech zespołów ustawionych kaskadowo. Tą metodą można rozdzielać nawet nasiona takich gatunków, których innymi metodami rozdzielić się nie da. Są to maszyny uniwersalne, mogące mieć zastosowanie do rozdzielania nasion wymiarowo różnych bez konieczności wymiany zespołów roboczych. Wystarczy bowiem zmienić parametry elektryczne, dostosowując je do własności rozdzielanego materiału.
Metody pielęgnacji ziarna
Czyszczenie ziarna
Czyszczenie ziarna, prócz usunięcia zanieczyszczeń, powoduje w ziarnie bezpośrednio
po wymłóceniu dodatkowo zmniejszenie jego średniej wilgotności poprzez usunięcie zielonych
cząstek kłosów, łodyg czy wilgotnych nasion chwastów. Usunięcie tych zanieczyszczeń,
przy bardzo małych nakładach energetycznych, może zmniejszyć wilgotność
masy ziarna nawet o kilka procent. Poza tym zanieczyszczenia te są niebezpieczne, gdyż
mogą być przyczyną zapychania się urządzeń transportujących czy suszących.
Aktywna wentylacja ziarna
Aktywna wentylacja polega na wymuszeniu przepływu powietrza przez przestrzenie
międzyziarnowe w celu poprawienia warunków wymiany ciepła i pary wodnej między
ziarnem i powietrzem podczas przechowywania. Schładzanie ziarna jest rezultatem odparowywania
wilgoci z powierzchni każdego ziarniaka i/lub przepływu powietrza atmosferycznego
o temperaturze niższej od temperatury ziarna.
W przypadku aktywnego wietrzenia występuje niebezpieczeństwo nawilżania ziarna.
Wilgotność względna powietrza przechodzącego przez warstwy ziarna nie może być wyższa
od wilgotności równowagowej ziarno-powietrze. Wilgotność równowagowa zależy od
aktualnej wilgotności i temperatury powietrza, temperatury ziarna oraz od jego wewnętrznej
budowy. Nawet w latach suchych występują okresy (noce, opady atmosferyczne), kiedy
wilgotność otoczenia jest większa niż krytyczna wilgotność równowagowa. W czasie przedmuchiwania
powietrza o temperaturze wyższej niż temperatura ziarna o wilgotności bliskiej
równowagowej dochodzi do ochłodzenia tego powietrza w warstwie ziarna, co
w konsekwencji prowadzi do wzrostu wilgotności względnej powietrza do poziomu większego
niż równowagowa. Tak więc aktywna wentylacja może powodować sprawne obniżanie
wilgotności ziarna wtedy, gdy występuje znaczna różnica wilgotności przepływającego
powietrza i równowagowej.
Przewietrzanie ziarna przeprowadza się często bezpośrednio po jego zbiorze, kiedy
ziarno w wyniku intensywnego oddychania wydziela ciepło i wilgoć, a w masie składowanego
ziarna wzrasta temperatura i wilgotność. Zabiegowi temu sprzyja spadek temperatury
powietrza w czasie nocy, gdy temperatura powietrza jest dużo niższa niż temperatura ziarna.
W takich warunkach niebezpieczeństwo nawilżenia ziarna jest znikome.
Suszenie ziarna
Proces cieplny polegający na uwalnianiu przez odparowanie wody zawartej w materiałach
stałych lub roztworów nazywa się suszeniem.
Suszenie naturalne jest procesem samoczynnego przechodzenia pary wodnej z materiału
suszonego do powietrza kosztem ciepła otoczenia. Suszenie sztuczne natomiast polega
na przyspieszeniu procesu poprzez dostarczenie większej ilości ciepła do odparowania
wody i odprowadzenie wytworzonej pary wodnej za pomocą strumienia gazowego – czynnika
suszącego. W urządzeniach suszących – suszarkach konwekcyjnych, rolę czynnika
suszącego pełni podgrzane wcześniej w urządzeniu grzejnym powietrze.
Suszenie niskotemperaturowe, podobnie jak przewietrzanie, jest metodą suszenia przez
mechaniczne wietrzenie grubej nieruchomej warstwy ziarna. W procesie tym wykorzystywany
jest potencjał suszący powietrza atmosferycznego. Czasami powietrze to ogrzewa się
o kilka stopni Celsjusza. Suszenie niskotemperaturowe jest procesem dość długotrwałym.
Można więc tą metodą suszyć niezbyt wilgotne ziarno. W przypadku nieodpowiednich
warunków prowadzenia procesu ziarno nie zostaje odpowiednio wysuszone i może dojść
do jego zepsucia w wyniku rozwoju grzybów pleśniowych.
Suszenie wysokotemperaturowe polega na przepływie wcześniej podgrzanego powietrza
przez warstwę ziarna, w wyniku czego ciepło zużywane jest na odparowanie wilgoci
z ziarna. W metodzie tej można szybko suszyć ziarno o dość wysokiej wilgotności.
W czasie suszenia w całej warstwie ziarna występuje rozkład wilgotności. Ziarno w pobliżu
miejsca wlotu powietrza suszącego może być nawet przesuszone, natomiast w miejscu
wylotu powietrza może mieć wilgotność większą niż początkowa. Do wad tej metody suszenia
można zaliczyć również wysokie koszty suszarek, ich małą sprawność, duże zużycie
energii na odparowanie wody spowodowane wysoką wartością ciepła parowania wody czy
ryzyko uszkodzenia ziarna działaniem zbyt wysokiej temperatury. W produkcji kukurydzy,
na przykład, na suszenie zużywane jest około 60% całkowitej energii procesu.
Suszenie, podobnie jak w przypadku aktywnej wentylacji, występuje wtedy, gdy wilgotność
powietrza omywającego ziarno jest niższa od wilgotności równowagowej. Odparowaniu
wody z powierzchni ziarna towarzyszy wyrównywanie się zawartości wody
w jego wnętrzu. Szybkość wyrównywania się wilgoci wewnątrz ziarna zależy między innymi
od jego rozmiarów, im większe ziarno tym wyrównywanie to jest wolniejsze. Jednak
zjawisko to ma większe znaczenie w przypadku suszenia wysokotemperaturowego.
Niebezpieczeństwo nawilżania ziarna
Do nawilżania ziarna dochodzi wtedy, gdy wilgotność względna powietrza otaczającego
ziarno jest większa od równowagowej. Do nawilżenia może dojść również w wyniku
kondensacji pary wodnej przy ściankach silosu. Wilgotne i ciepłe powietrze opuszczające
warstwę suszonego ziarna może bowiem ulec ochłodzeniu od ścianek silosu, gdy temperatura
otoczenia jest niska. Powstała w ten sposób woda może dalej spływać do złoża powodując
jego miejscowe nawilżenie. Aby nie dopuścić do kondensacji należy zagwarantować
swobodny wypływ powietrza z silosu.
Do nawilżenia może również dojść w czasie przechowywania ziarna, gdy ściana magazynu,
najczęściej południowa, jest ogrzewana promieniami słonecznymi. W przypadku
powstałej różnicy temperatur następuje powolny ruch powietrza w przestrzeniach międzyziarnowych.
Powietrze cieplejsze oziębia się, co powoduje w konsekwencji oddawanie
wilgoci ziarnu chłodniejszemu. Nawilżanie to występuje najczęściej od strony północnej
i na dnie silosu lub magazynu płaskiego. Wczesne zauważenie tego zjawiska pozwala na
zastosowanie jedynie przewietrzania ziarna. Dodatkowe suszenie nie jest wtedy konieczne.
Czas bezpiecznego przechowywania ziarna
Czas bezpiecznego przechowywania ziarna określany jest na podstawie wilgotności
i temperatury ziarna oraz powietrza w przestrzeniach międzyziarnowych. Za kryterium
bezpieczeństwa przyjmuje się najczęściej rozwój pleśni. Zależności czasu bezpiecznego
przechowywania ziarna przedstawiane są w postaci tabel lub wykresów.
Czas bezpiecznego przechowywania ziarna jest silnie
uzależniony od temperatury i wilgotności ziarna. Ziarno o wilgotności 14% i temperaturze
można bezpiecznie przechowywać prawie 3 lata, a o wilgotności 24% i temperaturze
tylko kilkadziesiąt godzin. Problem określenia czasu bezpiecznego przechowywania
ziarna polega dodatkowo na tym, iż w czasie przechowywania ziarna zmienia się jego
temperatura i/lub wilgotność, a czas ten podawany w tabelach i wykresach dotyczy stałych
wartości temperatury i wilgotności ziarna
Suszarnie podłogowe
Przy małej wilgotności ziarna można zaproponować zastosowanie suszarń podłogowych.
Przykładowo może to być suszarnia podłogowa M858 firmy BIN Sp. z o.o. z Aleksandrowa
Kujawskiego. Suszarnia składa się kanału głównego i kanałów bocznych dwustronnych, na
których można ułożyć warstwę ziarna do o całkowitej pojemności . Powietrze
do kanałów jest tłoczone wentylatorem promieniowym, który jest napędzany wbudowanym w
urządzenie silnikiem elektrycznym. Masa całej suszarni wynosi , a cena około 5,5-
6,0 tys. zł. Wersja z jednostronnymi kanałami bocznymi jest tańsza o połowę, natomiast
większa, o pojemności , z kanałami dwustronnymi kosztuje ponad 8 tys. zł. Suszarnie
podłogowe są budowane w postaci segmentów, dzięki czemu można zmieniać wielkość powierzchni
urządzenia w zależności od potrzeb, a także od wielkości pomieszczenia. Dosuszanie
można prowadzić zarówno powietrzem zimnym, jak i podgrzanym. W przypadku suszenia
powietrzem podgrzanym należy zainstalować podgrzewacz powietrza, który może być elektryczny,
gazowy, na paliwo ciekłe lub stałe.
Jeżeli wilgotność ziarna nie jest duża i panują sprzyjające warunki pogodowe, to do przewietrzania
ziarna można zastosować świeże powietrze. Najlepsze efekty uzyskuje się wentylując
powietrzem porannym, tuż po opadnięciu rosy. Przykładowo, w przeciętnych warunkach pogodowych
umieszczona na rusztowej podłodze warstwa ziarna o grubości do traci w
ciągu 24 godzin około 0,15% wilgotności. Intensywność wentylacji zależy od wilgotności
ziarna i jego temperatury. Aby uzyskać odpowiednią efektywność chłodzenia, wentylację należy
prowadzić przez parę lub kilka miesięcy.
Przy większej ilości ziarna do jego dosuszania można zastosować silosy suszące, co pozwala
na wyeliminowanie bardzo drogich suszarń przepływowych. Przebieg suszenia w silosach
przebiega podobnie jak w innych suszarniach wsadowych. Stosowanie silosów suszących lub
suszarń podłogowych może w istotny sposób, dzięki małym nakładom inwestycyjnym i energetycznym,
obniżyć koszty suszenia ziarna.
Suszarnie do ziarna
W dużych gospodarstwach rolnych najczęściej są stosowane suszarnie termiczne o pracy ciągłej.
Największe zastosowanie praktyczne znalazły suszarnie kolumnowe o zabudowie daszkowej.
Zasadniczymi zespołami tych suszarń są kolumna susząco-chłodząca, podgrzewacz powietrza,
wentylator główny i wentylator czynnika chłodzącego. Ponadto w skład suszarni wchodzą
urządzenia elektryczne do napędu i układy kontrolno-sterujące. W piecu suszarni jest
wbudowany wymiennik ciepła, który służy do podgrzewania powietrza tłoczonego przez
wentylator. Zastosowanie wymiennika ciepła zapobiega mieszaniu się spalin z podgrzewa.
zapory, komory chłodzenia, wygarniacza, wentylatora oraz przewodów doprowadzających i
odprowadzających powietrze. Najczęściej strefa suszenia jest oddzielona od komory chłodzenia
strefą neutralną. Daszki w segmentach suszarni, ich kształt i usytuowanie, poza zapewnieniem
przepływu czynnika suszącego lub chłodzącego przez warstwę ziarna, muszą również
zapewniać równomierny przepływ suszonego ziarna przez kolumnę.
Obecnie takie typy suszarń są produkowane przez firmy krajowe: Araj we Wrocławiu, AGProjekt,
Agremo Brzeg, Pinus Term (tab. 2).
Suszarnie są wykonywane jako porcjowe i z recyrkulacją w różnych odmianach. Na przykład
suszarnie porcjowe firmy Araj mogą być wykonywane w wersji podstawowej P (która obejmuje
suszarnię, piec oraz szafkę sterującą procesem suszenia i chłodzenia); kompaktowej PK
(wyposażonej dodatkowo w podnośnik kubełkowy, szafkę sterującą urządzeniami dodatkowymi,
z cyrkulacją, niezbędne podesty, rury) i kompaktowej PKK (w tej wersji na dachu suszarni
umieszczona jest wialnia, która podczas suszenia wstępnie czyści ziarno odwiewając
zanieczyszczenia lekkie, co znacznie poprawia jakość wysuszonego ziarna). Podobnie inni
producenci oferują zróżnicowane wersje suszarń, które są wyposażone w dodatkowe urządzenia
wspomagające i ułatwiające obsługę urządzenia.
Suszarnie kolumnowo-daszkowe charakteryzują się prostą konstrukcji, a zatem i łatwością
obsługi oraz dobrym dostępem do elementów regulacyjnych. Wadą tych suszarń jest natomiast
ich wrażliwość na zanieczyszczenia słomiaste, które powodują nierównomierny przepływ
ziarna, wskazane jest zatem wstępne czyszczenie ziarna.
Suszarnie cylindryczne, np. firmy Pedrotti, Drzewicz, mogą być stosowane w małych i średnich
gospodarstwach. Nie wymagają dużych nakładów inwestycyjnych i mogą być zasilane
od ciągnika. Na ich cykl pracy składają się dwa procesy. W pierwszym procesie następuje suszenie
ziarna, a w drugim – jego schładzanie. W zależności od stosowanej technologii ziarno
może być zasypywane za pośrednictwem przenośnika poziomego lub od góry – bezpośrednio
do komory suszenia.
W dużych magazynach surowiec powinien być suszony w instalacjach suszarniczych o dużej
wydajności dobowej i powinien być zintegrowany z ciągiem technologicznym wewnątrz magazynu.
Dla małych gospodarstw dobrym rozwiązaniem są suszarnie przewoźne.
W średnich i dużych gospodarstwach ziarno zbóż powinno być przechowywane w silosach.
Krajowymi producentami tych urządzeń są BIN, Araj, Zuptor, Agremo Brzeg. Na naszym
rynku działają również firmy zagraniczne: Riela, Brock i Ilper. Konstrukcja tych silosów jest
zbliżona. Do budowy płaszcza zewnętrznego jest wykorzystywana blacha gładka lub falista.
Dna tych silosów mogą być płaskie lub stożkowe. Pojemności silosów są zróżnicowane. Silosy
do przechowywania ziarna suchego mają duże pojemności: 100, 150, 200, 300 lub 400 t
(produkcji krajowej), a silosy z aktywną wentylacją (przechowywanie ziarna wilgotnego,
oczekującego na suszenie: 50 lub 100 t). Pojemności silosów suszących są mniejsze i wynoszą:
10, 15 lub 30 t.
Charakterystyka silosów do przechowywania ziarna
W kraju od 1984 r podjęto na skalę przemysłową produkcję metalowych silosów zbożowych. Na bazie tych silosów tworzone były magazyny zbożowe o ładowności od 120-6000t. Wprowadzenie do praktyki rolniczej metalowych silosów zbożowych pozwoliło na rozwiązanie problemu magazynowania zbóż poprzez zwiększenie pojemności magazynowej, a przede wszystkim poprawienie jakości przechowywanych nasion.
Silosy ze względu na przeznaczenie dzielimy na trzy grupy:
silosy do przechowywania ziarna suchego o dużej ładowności: 100t; 150t; 200t; 300t; 400t (produkcji krajowej),
silosy z aktywną wentylacją (przechowywanie ziarna wilgotnego, oczekującego na suszenie: 50t, 100t),
silosy suszące o ładowności 10t; 15t, 30t.
W układzie technologicznym urządzeń są instalowane przenośniki do załadunku i rozładunku ziarna. Transport jęczmienia browarnianego powinien odbywać się przenośnikami łańcuchowymi, taśmowymi i kubełkowymi. Należy ograniczyć do minimum w ciągach transportowych przenośniki ślimakowe i pneumatyczne. Przenośniki ślimakowe stosowane do transportu poziomego ziarna powodują jego znaczne uszkadzanie szczególnie przy niskiej wilgotności nasion (11 % - 13 %). W liniach technologicznych magazynów przewidzianych do magazynowania materiału nasiennego należy eliminować transport przenośnikami ślimakowymi, pneumatycznymi zastępując go kubełkowymi, taśmowymi, łańcuchowymi.
Bardzo istotnym czynnikiem wpływającym na proces przechowywania w silosach jest rozwiązanie konstrukcyjne jego elementów:
urządzenie rozsypujące przy załadunku,
wymiary geometryczne H/D (wysokość płaszcza, średnica silosu),
układ wietrzenia ziarna,
układ rozładunkowy silosu.
Urządzenie rozsypujące przy załadunku
W silosach o średnicy do urządzenia rozsypujące w minimalnym stopniu poprawiają zjawisko samosortowania ziarna. W silosach o średnicy powyżej należy stosować urządzenia rozsypujące celem równomiernego rozrzucenia ziarna na powierzchni silosu. Stosowane są obrotowe rynny rozrzucające lub stożki rozsypowe. Jednolita grubość warstwy nasion ma duży wpływ na równomierność przepływu powietrza wietrzącego.
Wymiary geometryczne silosów
Producenci silosów dążą do utrzymania małej wartości wskaźnika H/D (wysokość / średnica) - z reguły kształtuje się on na poziomie 0.9 ¸ 2.0. Podyktowane jest to tym, że im mniejszy wskaźnik tym mniejsze naciski na płaszcz silosu, mniejsze naprężenia, cieńsze ścianki silosu, mniejsza masa materiału użytego na budowę, a co za tym idzie, niższa cena urządzenia. Zbyt niski wskaźnik H/D w silosach płaskodennych jest niekorzystny ze względu na oddziaływanie wilgotnego powietrza w trakcie przechowywania ziarna na płaszczyznę nasion pod zadaszeniem oraz od strony płyty perforowanej. Wymiary geometryczne płaszcza silosu mają istotny wpływ na wymianę ciepła pomiędzy masą ziarna i otoczeniem. Wartość współczynnika przewodności cieplnej jęczmienia nieznacznie odbiega od innych nasion zbóż (żyto, pszenica) i wynosi około 0,15 W/mK i w sposób mało istotny dla celów praktycznych zmienia się w zależności od wilgotności i temperatury składowanych nasion. Wymiary geometryczne silosu, jego kształt rzutują na przebieg samosortowanie nasion przy napełnianiu silosu. Obserwuje się dużą nierównomierność rozkładu zanieczyszczeń w poszczególnych płaszczyznach silosu. Koncentracja zanieczyszczeń przy ściance silosu sprzyja rozwojowi bakterii i grzybów w tej strefie co w znaczny sposób obniża jakość nasion. Nierównomiernie rozłożone zanieczyszczenia w masie ziarnistej pogarszają proces wietrzenia.
Układ rozładunkowy silosów.
Układ ten stanowi dolną część silosu, wykonana z blachy perforowanej, która konstrukcyjnie wykonana jest w formie stożkowego leja wysypowego lub jest płaska. Użytkowane w kraju silosy posiadają kąt pochylenia tworzącej stożka około 60 %. Jest to kąt znacznie większy od kąta tarcia wewnętrznego nasion zbóż. Zgodnie z teorią wypływu masy ziarnistej N. Mohsenin’a w takim przypadku wypływ ziarna musi mieć charakter tunelowy. Tunelowy charakter wypływu masy nasion powoduje intensywną segregację nasion. Najpierw wypływają nasiona z osi symetrii najcięższe o najmniejszym stopniu zanieczyszczeń a w ostatniej fazie zanieczyszczenia zgromadzone przy ściance. Okazuje się, iż dla silosu cylindrycznego z lejowym wysypem ostatnią partię, stanowiącą około 16 % objętości silosu, należy poddać ponownemu czyszczeniu dla utrzymania wymaganej czystości. Do przechowywania jęczmienia browarnianego należy stosować głównie silosy z wysypem stożkowym. Ponadto należy stosować w leju wysypowym stożki zmniejszające samosortowanie ziarna w czasie opróżniania silosu. Stosowanie silosów płaskodennych do przechowywania nasion jęczmienia browarnego pociąga za sobą konieczność stosowania przenośników ślimakowych i wybieraków obiegowych do opróżniania silosu. Urządzenia te w znacznym stopniu zwiększają ilość uszkodzeń mechanicznych ziarna. Inną wadą silosów płaskodennych z płytą perforowaną jest to, że pod płytę przez otwory szczelinowe wypadają zanieczyszczenia oraz cząstki nasion, w których rozwijają się szkodniki nasion. Obecnie użytkowane w kraju metalowe silosy zbożowe budowane w gospodarstwach rolników indywidualnych nie posiadają systemów pomiarowych temp., wilgotności, itp. Konieczne jest stworzenie tanich systemów pomiarowo – kontrolnych sterujących procesem wietrzenia i przechowywania nasion jęczmienia browarnego.
Silosy suszące
Stosowanie silosów suszących do suszenia ziarna jęczmienia browarnego pozwala na wyeliminowanie bardzo drogich suszarek przepływowych. Przebieg suszenia w silosach przebiega podobnie jak w innych suszarkach wsadowych. Stosowanie silosów suszących, suszarń podłogowych może w istotny sposób, dzięki małym nakładom inwestycyjnym i energetycznym, obniżyć koszty suszenia jęczmienia browarnianego.
Aerator-służy do kompostowania pryzm materiałów organicznych, a przede wszystkim obornika w technologi rozkładu tlenowego poprzez napowietrzanie co prowadzi do uzyskania wartościowego nawozu o bardzo wysokiej zawartości próchnicy. Nagrzewa się ona nawet do 75 stopni C.
Maszyna do formowania redlin- przeznaczona jest do nadawania kształtu redlinom z jednoczesnym utwardzaniem powierzchni górnej i bocznej do połowy jej wysokości
Siewnik precyzyjny punktowy „Alex”- można nim wysiewać niemal wszystkie warzywa- Siewnik "ALEX" jest siewnikiem precyzyjnym punktowym, z systemem wysiewu na podstawie taśmy perforowanej. Siewniki produkowane są w wersjach od 2 do 12 sekcji. Służą do wysiewu nie tylko marchwi, ale prawie wszystkich warzyw. Najdokładniej (praktycznie 100%) wysiewane są nasiona okrągłe lub otoczkowane, jednak wystarczy żeby nasiona były kalibrowane. Siewnik dostosowany jest zarówno do siewu jednorzędowego jak i dwurzędowego lub trzyrzędowego z każdej sekcji. Nasiona mogą być wysiewane na powierzchni płaskiej i na redlinach.
Wypalacz płomieniowy
Opielacz płomieniowy plecakowy
Multipielnik- multipielnik redlinowy służy do odchwaszczania plantacji roślin uprawnych na formowanych redlinach
Eliminuje użycie herbicydów.
Elastyczne pielniki tarczowe
Motyczki redlinowe
Pielnik szczotkowy
Skrobak do brzegu redliny
Opielacz szczotkowy
Brona drgająca
Brona chwastownik
Uprawa roli w rolnictwie ekologicznym
Podstawową zasadą uprawy roli w rolnictwie ekologicznym jest odejście od głębokich zabiegów uprawowych. Uprawa ma na celu uzyskanie wysokiej sprawności gleby, poprawę stosunków powietrzno - wodnych, ograniczenie zachwaszczenia oraz wyrównanie powierzchni pola. Sposób uprawy zależy od terminu zbioru przedplonu, stanu roli po zbiorze przedplonu, wyposażenie gospodarstwa w narzędzia uprawowe, planowanego terminu siewu.
Pożniwna i jesienna uprawa powinna zapewniać:
płytkie i dobre wymieszanie z glebą resztek pożniwnych, stwarzając korzystne warunki do możliwie szybkiego ich rozkładu. Jest to szczególnie ważne przy kombajnowym zbiorze przedplonu, kiedy ilość resztek pożniwnych jest duża;
korzystne warunki do szybkiego kiełkowania nasion chwastów oraz osypywania nasion rośliny przedplonowej, których przy kombajnowym zbiorze sporo pozostaje na powierzchni pola;
ograniczenie strat wody z gleby poprzez przerwanie podsiąkania kapilarnego, co ułatwia poprawne wykonanie orki siewnej i dobre przygotowanie roli pod oziminy;
zapoczątkowanie mechanicznego zwalczania perzu i innych chwastów wieloletnich.
Uprawa pożniwna może być ograniczona do gruberowania, talerzowania lub tradycyjnej podorywki. Wykonanie podorywki jest uzasadnione, jeżeli okres czasu od zbioru przedplonu do wykonania orki siewnej przekracza 3 tygodnie, a także na polach zagrożonych perzem i innymi chwastami. Wówczas po wykonaniu głębszej podorywki i przeschnięciu roli możliwe jest wyciąganie rozłogów perzu kultywatorem i bronami. Niezależnie od stosowanych narzędzi zasady uprawy ekologicznej zalecają, aby narzędzia stosować przemiennie na różnych głębokościach. Podstawowe zastosowanie znajdują tu: ciężki kultywator, glebogryzarka, spulchniacz obrotowy, brona talerzowa i pług.
Przy siewie ozimin uprawa przedsiewna obejmuje orkę siewną wykonaną ok. 2-3 tyg. przed wysiewem, najlepiej pługiem zagregowanym z broną na glebach lżejszych lub wałem specjalnym na glebach cięższych. Orkę można wykonać też bezpośrednio przed siewem zagęszczając glebę wałem (np. Campbella). Głębokość orki siewnej trzeba uzależnić od stanu roli po zbiorze przedplonu. Jeżeli zbiory i orka wykonywane są przy optymalnej wilgotności gleby głębokość orki powinna wynosić 15-, natomiast na polach „rozjeżdżonych” podczas zbioru przedplonu lub silnie zachwaszczonych wskazana jest większa głębokość nawet ok. . Przedsiewne doprawianie roli powinno umożliwić umieszczenie nasion na jednakowej głębokości na zagęszczonym podłożu i przykrycie ich cienką warstwą luźnej, ale niezbyt rozpylonej gleby, co stwarza warunki do wyrównanych wschodów i równomiernie zagęszczonego łanu. Ma to ogromne znaczenie, ponieważ zwiększa konkurencyjność w stosunku do chwastów, powoduje, że wszystkie rośliny znajdują się w podobnych fazach rozwojowych, wówczas można w optymalnych terminach zastosować mechaniczne zabiegi pielęgnacyjne (głównie bronowanie). Narzędziami najbardziej przydatnymi do przedsiewnego doprawiania roli są agregaty złożone z bron i wałów strunowych o konstrukcji dostosowanej do ciężkości gleby.
W przypadku zbóż jarych podstawą przedzimowej uprawy jest orka na głębokość ok. na glebach o dobrej kulturze, wolnych od chwastów wieloletnich, a na polach silniej zachwaszczonych 25-. Powinno się ją wykonywać wcześniej (do końca października) w warunkach optymalnego uwilgotnienia gleby. Wiosennej uprawy przedsiewnej nie należy rozpoczynać przy zbyt dużej wilgotności gleby, bo prowadzi to do nadmiernego zagęszczenia gleby po przejeździe kół ciągnika i ujemnie wpływa na wschody i wzrost roślin w tych miejscach. Ważne jest w tym przypadku wyposażenie ciągnika w spulchniacze śladów, a w miarę możliwości w koła bliźniacze. Uprawę rozpoczyna się od włókowania lub bronowania, co zmniejsza parowanie wody z powierzchni gleby i przyspiesza ogrzewanie się gleby. W następnej kolejności najkorzystniej jest zastosować zestaw uprawowy złożony z kultywatora o wąskich łapach i wału strunowego lub brony i wału strunowego. W rolnictwie ekologicznym wskazane jest wykonanie przynajmniej dwóch takich zabiegów w celu zniszczenia możliwie dużej liczby siewek chwastów. Wiosenna uprawa roli w przypadku ziemniaka oprócz zniszczenia chwastów i ograniczenia strat wody ma zapewnić spulchnienie warstwy roli do głębokości 12-, wyrównanie i zagęszczenie wierzchniej warstwy gleby tak, aby stworzyć warstwę nośną dla agregatu sadzącego, która zapewnia dobrą jakość sadzenia, rozdrobnienie brył na glebach zwięźlejszych, aby ich średnica była mniejsza od . Na glebach lekkich uprawę można ograniczyć do dwukrotnego bronowania broną ciężką lub agregatem składającym się z bron ciężkich i wału strunowego. Na pozostałych glebach uprawę wiosenną wykonuje się za pomocą kultywatora gęstośladowego (zęby co ) i 2 rzędowego wału strunowego. W przypadku braku agregatu możemy stosować zastępczo popularny kultywator połączony z broną zębatą
Gospodarowanie ekologiczne wymaga podobnie jak w gospodarstwie konwencjonalnym zwalczania chorób, szkodników i chwastów. Rolnicy przechodząc na takie gospodarowanie muszą nauczyć się nowych metod ochrony roślin, aby nie ponieść klęski.
Zapobieganie i walka z chorobami roślin
1) Dbałość o żyzność gleby - zapewnienie pełnego składu chemicznego i biologicznego. Rewelacyjne znaczenie dla poprawy żyzności ma biohumus dżdżownicowy z własnego obornika.
Wiele chorób powstaje, gdy w glebie są niedobory pierwiastków. Aby się przekonać o zasobach naszej gleby trzeba przeprowadzić badania tych gleb.
2) Stosować w gospodarstwie odporne na choroby odmiany roślin.
Stosować mieszanki, mieszaniny roślin i rośliny działające allelopatycznie (allelopatia to wzajem-ne oddziaływanie roślin na siebie, głównie poprzez wydzieliny korzeniowe. Może być oddziały-wanie korzystne bądź niekorzystne).
3) Ustalać próg szkodliwości dla patogenów poszczególnych chorób roślin. Próg szkodliwości został określony jako ilościowe zasiedlenie np. chorób - od którego to momentu zaczynają się uwidacz-niać straty ekonomiczne.
4) Stosować zwalczanie chorób środkami biologicznymi. Rośliny z chorobami kwarantannowymi spalić. Stosować negatywną selekcję na choroby roślin (np. wyrywanie zawirusowanych całych roślin ziemniaków).
Zwalczanie szkodników roślin
1) Stosować mieszanki, mieszaniny roślin i rośliny działające allelopatycznie. Na przykład marchew odstrasza szkodnika cebuli - śmietkę i odwrotnie cebula odstrasza szkodnika marchwi połyśnicę marchwian-kę. Wskazany jest siew: 2 rzędy marchwi, 2 rzędy cebuli.
2) Ustalać próg szkodliwości dla patogenów (poszczególnych szkodników roślin).
3) Stosować biologiczne zwalczanie szkodników. Rośliny z szkodnikami kwarantannowymi (np. mątwik - 3) spalić.
4) Stosować mechaniczne sposoby zwalczania szkodników roślin, pułapki feromonowe, lepy (np. zbierać stonkę maszynowo).
5) Stosować wzdłuż pól pasy zieleni, zakrzaczenia dla wylęgu pożytecznych owadów i zwierząt (np. na świerkach wylęgają się biedronki).
Ograniczanie zachwaszczenia
1) Stosować odmiany roślin dobrze zacieniające glebę.
2) Stosować wsiewki w rośliny plonu głównego (np. koniczynę białą w kukurydzę, koniczynę czerwoną lub lucernę w jęczmień).
3) Natychmiastowy zasiew poplonów po zbiorze rośliny w plonie głównym.
4) Stosowanie opielaczy międzyrzędzi z pracą na jednakowej głębokości np. .
5) Stosowanie opielaczy płomieniowych do zwalczania wschodzących chwastów.
6) Ręczne opielanie warzyw i okopowych.
7) Wycinanie ostów w zbożach.
8) Maszynowe wyciąganie perzu ok. 15 maja (pociętego około 25 kwietnia talerzówką) i po nim zasiew kukurydzy lub gorczycy na nasiona, kapusty z rozsady, marchwi późnej, buraczków ćwikłowych.
Środki biologiczne dostępne na rynku
Preparaty owadobójcze
Albarep (czosnek sproszkowany), Novodor 02 SC - do zwalczania stonki szczególnie larw L1 i L2, Bacilan (z bakteriami Bacillus thuringiensis), Bactospeine na bielinki, Biobit 3,2 WP - na bielinka kapustnika i piętnówki, Bio Insekt, Dipel , Dipel 3,2 WP, Promanal (60 EC 60 % oleju parafinowego), Thuridan, Thuridan krem Pa - pasta stosowana w sadownictwie
Preparaty magazynowe
Coopex 13 FU, Coopex 25 WP, Permascect 10 WP, Permascect 250 EC
Preparaty grzybobójcze i bakteriobójcze
Albarep (czosnkowy na bielinki), Anifung 20 SL biohumus, Balsam sadowniczy PA, Balsam sadowniczy ochronny PA, Bioczos BR ( miazgi czosnku w opakowaniu), Bio Blat (47 % lecytyny sojowej), Champion 50 WP (preparat miedziowy 50 %), Formalina techniczna (aldehyd mrówkowy), Funguran M 73 WP (50 % wodorotlenku miedziowego), Grevit 200 SL z grejfruta na mączniaki, Ipotar 600 SC - siarka, Maść ogrodnicza (mieszanina wosków i kalafonii), Miedzian 50 WP, Miedzian 50 WG, Pokon Leasfshine AE (kompozycja olejów), Polagrocyna w płynie (Agrobacterium radiobakter), Propolisad XX - propolis, Siarkol Ekstra 80 WP 80 % siarki, Tervanol PA - woski
Chwastobójcze
Nie ma środków ekologicznych
Preparaty pomocnicze zwiększające przyczepność
Atplus, Atpol, Dedal 90 EC - (oleje roślinne), Nopon 11 E, Olejan 85 EC (olej rzepakowy)
Preparaty do kiszenia traw i lucerny
Lactacel - L ( + wody na tonę), Kwas mlekowy 2 l/10 ton
Można sporządzić własne preparaty roślinne i gnojówki, w tym: z pokrzywy, skrzypu, czosnku, chrzanu, bylicy, wrotyczu i innych przydatnych roślin. Do zaprawiania nasion - 2 % nadmanganian potasu. Stosuje się też szkło wodne (krzemian sodu), szare mydło oraz wyciągi i mączki z glonów morskich.
Obecnie marchew i pietruszkę uprawia się głownie na redlinach. Firma Weremczuk poleca dwa rodzaje maszyn do formowania redlin: maszyny z aktywnym wałem MR2, MR4 oraz agregaty uprawowe do redlin z glebogryzarką głębokospulchniającą AUR,
Maszyny MR2, MR4 przeznaczone są do formowania redlin na glebach uprawionych. Uformowane redliny są miękkie w środku, z zachowaniem ubitych powierzchni bocznych. Maszyny MR mogą pracować samodzielnie lub w zestawie z siewnikiem precyzyjnym "ALEX" (również produkowanym przez Firmę Weremczuk) po zagregowaniu za pomocą specjalnej ramy.
Agregaty do formowania redlin AUR przeznaczone są do przygotowania gleby i formowania redlin, podobnie jak maszyny do redlin MR. Specjalnej konstrukcji glebogryzarka zapewnia dodatkowo spulchnienie gleby w środku redlin na głębokości , co daje wyjątkowe dobre warunki do wzrostu korzeni.
Agregaty AUR-2 (dwurzędowe) posiadają mechaniczne napędy glebogryzarki i wału formującego redliny (podwójne bardzo wytrzymałe łańcuchy pracujące w kąpieli olejowej). Agregaty AUR-4 (czterorzędowe) posiadają podwójny napęd glebogryzarki (dzielony wał glebogryzarki), również z łańcuchami pracującymi w kąpieli olejowej, wał formujący redliny napędzany jest natomiast hydraulicznie. Agregat 2-rzędowy również można agregować z siewnikiem "ALEX" za pomocą sprzęgu z siłownikiem hydraulicznym.
Siewnik "ALEX" jest siewnikiem precyzyjnym punktowym, z systemem wysiewu na podstawie taśmy perforowanej. Siewniki produkowane są w wersjach od 2 do 12 sekcji. Służą do wysiewu nie tylko marchwi, ale prawie wszystkich warzyw. Najdokładniej (praktycznie 100%) wysiewane są nasiona okrągłe lub otoczkowane, jednak wystarczy żeby nasiona były kalibrowane. Siewnik dostosowany jest zarówno do siewu jednorzędowego jak i dwurzędowego lub trzyrzędowego z każdej sekcji. Nasiona mogą być wysiewane na powierzchni płaskiej i na redlinach.
Najbardziej typowym sposobem siewu marchwi pod zbiór mechaniczny jest siew dwurzędowy z każdej sekcji (odległość 5 lub ). Tak posianą marchew bez problemu można zebrać produkowanym przez firmę Weremczuk kombajnem do zbioru marchwi i innych warzyw korzeniowych "ALINA". Kombajn jest maszyną wielozadaniową, półzawieszoną na ciągniku rolniczym. Zbudowany z ramy stałej, osadzony na kołach jezdnych wyorywacza, zespołu chwytającego, otrząsacza ziemi, modułu obrywającego nać lub ogławiającego marchew; zbiór marchwi odbywa się na przyczepę jadącą obok lub do skrzyniopalet. Kombajn jest maszyną sprawdzoną w warunkach polskich, zdobywając wiele nagród i wyróżnień, m.in. ZŁOTEGO Medalu na targach POLAGRA-FARM 2001, Pucharu Wiceprezesa Rady Ministrów, Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi w konkursie "Maszyna Rolnicza Roku 2001", wyróżnienia Prezesa KRUS za "Maszynę zwiększającą bezpieczeństwo pracy w gospodarstwie rolnym ".