Центробежное шелушение и сортировка оптико-электронным способом семян гречихи

Гречиха посевная, Гречиха обыкновенная или Гречиха съедобная – вид травянистых растений рода Гречиха семейства Гречишные, крупяная культура. Спрос на гречиху всегда стабилен, потому как она является распространенным пищевым продуктом, представляющим собой кладезь витаминов, макро- и микроэлементов, белков, необходимых для здоровья человека.

Известен способ выработки гречневой крупы, включающий на начальном этапе очистку зерна гречихи от примесей. Очищенное от сорных примесей зерно на 1 час отправляется на отпаривание. Под давлением 3 атмосферы при температуре +130 С в специальный резервуар с гречихой подается пар. После отпаривания ядра гречихи легко отшелушиваются от лузги при процессе выдувания. Затем их подвергают сортировке на шесть фракций, пропуская через вибрационные сита с различным диаметром ячеек. Далее гречиха проходит обжарку: с помощью вентиляторов горячий воздух высушивает пропаренное зерно. На конечном этапе проходит очищение от «черных», некачественных или плохо отшелушенных ядер выдуванием их струей воздуха [1].

Однако существующие зерноочистительные механизмы не способны полностью очистить гречиху. Это доказывает наличие поврежденных ядриц гречихи, которые в результате соударения частично повреждаются о неподвижную преграду, так как в процессе шелушения под действием центробежных сил набирают значительную скорость, а также наличие «черных» ядер, которые являются не пригодными для потребления. Именно в этом случае актуально использование центробежного шелушителя и автоматического оптико-электронного управления сортировкой зерна.

Данную проблему минимизации числа поврежденных зерен после процесса шелушения можно решить с помощью усовершенствования центробежного шелушителя. Стенки барабана и противоположные им боковые стороны аппарата необходимо покрыть резиновой прослойкой толщиной 2-3 мм. Резина - эластичный материал, обладающий необходимыми свойствами для обеспечения амортизированного соударения ядриц гречихи о боковые стороны аппарата. Конусообразная форма барабана позволит регулировать толщину зазора между его стенками и стенками шелушителя. Размеры приемочного бункера позволяют вместить до 50 кг зерна, обеспечивая оптимальную загрузку для дальнейшего прохождения стадии шелушения.

После шелушения сортировка по цвету и размеру осуществляется с помощью оптико-электронного устройства, в которое входит видеокамера, датчики, подсветка, анализирующий блок и исполнительный блок (контроллер) сортировки семян гречихи. Сортировка производится в автоматическом режиме [5].

Технологическая линия установки по шелушению семян состоит из бункера, на который при помощи транспортера подается отволоженное зерно. Электродвигатель набирает заданную скорость и приводит во вращение конусообразный барабан. Из бункера зерна попадают в пространство между конусообразным барабаном и противоположными ему боковыми стенками барабана. Под действием центробежных сил они ударяются о резиновые прослойки стенок и происходит очистка зерна от шелухи (наружная оболочка). Нижняя часть аппарата, находящаяся под барабаном представляет собой наклонную. Это обеспечивает постепенную подачу шелушенного зерна к выходу аппарата, где начинается процесс оптико-электронной сортировки семян.

Сортировка и анализ зерна осуществляется при помощи камер, установленных над выходом шелушенных зерен гречихи вместе с источником освещения. Они получают изображение каждого зерна и передают его на аналитический блок, где происходит анализ этого изображения [6,7]. Программа на основе данных, занесенных в нее, выдает результат - какого цвета и размера зерно. Если ядра черного цвета, то они при помощи пневматического клапана удаляются, путем перемещения их в первый бункер [2]. Если семена проходят по морфологическому признаку (цвет и размер), то пневматический клапан передает их во второй бункер с зерном, где происходит обработка зараженного зерна с помощью озонатора и в дальнейшем они идут на производственные нужды, а не прошедшие по размеру семена отправляются в третий бункер [3].

В основе работы технологической линии оптико-электронной сортировки лежит алгоритм работы распознающей системы, который осуществляет работу остальных механизмов технологической линии. Данная линия позволяет сортировать семена гречихи не только по цвету, но и по размеру, а также обеспечить обработку зараженного зерна. Ускорить процесс сортировки зерна возможно, если установка с оптикоэлектронным контролем будет состоять из нескольких отдельных линий, объединенных в одну систему и управляемых при помощи аналитического блока [4]. Использование шелушительного аппарата позволит минимизировать количество поврежденных ядриц в процессе шелушения. Данный шелушитель можно использовать также при переработке других зерновых культур, таких как просо, рис, ячмень и пр.