Очистка семян ржи и ячменя от мелких и крупных примесей на пневмосепарирующей машине с разделением частиц по силе тяжести

Большинство сельскохозяйственных предприятий применяют устройства для очистки зерна прошлого века, которые морально и физически изношены. Также стоит проблема с обеспеченностью зерноочистительной техникой [1, 4, 11]. Поэтому в настоящее время перед исследователями стоят актуальные задачи в данном направлении, такие как:

– повышение производительности очистки зерна;

– улучшение процесса разделения зернового материала;

– уменьшение затрат на капитальный ремонт;

– уменьшение энергетических потерь;

• - уменьшение потерь зерна.

Целью исследования является изучение работы пневмосепарирующей машины по отделению семян ржи и ячменя от крупных и мелких примесей по силе тяжести.

Материалы и методы исследования

На базе ВСГУТУ собрана пневмосепарирующая машина для очистки зерна от крупных и мелких примесей (рис. 1, 2). В ходе экспериментальных исследований по очистке семян ржи и ячменя от крупных и мелких примесей получены результаты, которые приведены в этой статье.

Рисунок 1 – Общий вид пневмосепарирующей машины

Рисунок 2 – Схема пневмосепарирующей машины

Разработанная машина содержит бункер 1, 21 – приемное решето с вибрацией; 2 – заслонка; 3, 6, 7 - сепарирующие гребенки; 4 - скатные доски; 8 - экраны; 12 - вентилятор; 13, 14 – фильтры; 15 – электродвигатель, 16 – блок управления; 18 – осадочная камера; 19 – клапан I – отведения для вывода мелких примесей; II – отведения для вывода основного зерна; III – отведения для вывода крупных примесей [2, 9]. Пластины 20 расположены вертикально длиной 250 мм в пневмоканале 9.

Для опытов использовался:

• 1.    Зерновой материал влажностью 14,2 %, состоящий на 94 % из семян ржи, – это основной компонент; 3 % мелких и щуплых семян ржи согласно ГОСТ 12037-81 и 3 % крупных примесей – это колоски, горох и др.

• 2.    Зерновой материал влажностью 13,5 %, имеющий в своем составе 94 % семян ячменя, 6 % - примеси, из которых 3 % составляли мелкие и щуплые семена ячменя согласно ГОСТ 12037-81, и 3 % колосков, гороха и др. – это крупные примеси.

В каждой колоне использовали до 6 сепарирующих гребенок, имеющих длину 155 мм и ширину 300 мм. Чтобы отделить мелкую примесь, устанавливали зазор 2 мм между пальцами гребенок, а угол их наклона к горизонтальной плоскости составлял 36 ° , а для крупной примеси устанавливали зазор 4 мм и угол наклона 32 ° . Подача зерновой смеси составила 11 т/ч·м.

Далее взвешивали полученные фракции и производили расчеты для определения количества ржи, ячменя и примесей в каждом пробоотборнике, а также их процентное соотношение. Затем по формуле В.Г. и Г.В. Ньютонов нашли эффективность выделения мелких, крупных примесей ( Е м , Е к ) [2,3].

Результаты анализа и их обсуждение

Результаты исследования сведены в таблицы 1 и 2.

Таблица 1

Очистка семян ржи от примесей по колонкам пневмосепарирующей машины

№ п/п	Компоненты	Колонка	Полнота просеивания	Количество сепарирующих гребенок
1	Примесь мелкая	Левая	„(м)	13,48	13,16	13,23	13,94	13,77	11,63
				13,48	26,64	39,87	53,81	67,58	79,21
2	Примесь крупная	Правая	(К)	0,03	0,08	0,04	0,09	о,н	0,12
		Правая (сход)							96,04
		Всего		0,03	о,н	0,15	0,24	0,35	96,51
3	Основное зерно (рожь)	Правая	^П.К,	7,92	8,07	7,97	7,88	7,95	7,16
		Левая	42	0,05	0,07	0,06	о,н	0,12	0,14
		Левая (сход)	142						52,21
		Всего		7,97	16,11	24,12	32,13	40,2	99,71

Таблица 2

Очистка семян ячменя от примесей по колонкам пневмосепарирующей машины

№ п/п	Компоненты	Колонка	Полнота просеивания	Количество сепарирующих гребенок
1	Примесь мелкая	Левая	_(м) ^Л.К.	13,21	13,35	13,63	13,82	13,86	12,53
			у£(м) лк-	13,21	26,56	40,19	54,01	67,87	80,4
2	Примесь крупная	Правая	„(X) еп.к.	0,05	0,07	0,06	0,08	0,12	0,14
		Правая (сход)							93,12
		Всего		0,05	0,12	0,18	0,26	0,38	93,64
3	Основное зерно (ячмень)	Правая	еп.к.	7,87	7,94	7,85	7,93	7,87	7,34
		Левая	ел.к.	0,06	0,09	0,08	0,12	0,14	0,15
		Левая (сход)							52,16
		Всего	у,	7,93	15,96	23,89	31,94	39,95	99,6

(м)

где Е д. _к; - полнота просеивания мелкой примеси в левой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале;

(к)

Е П К — полнота просеивания крупной примеси в правой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале;

v (к)

Л Е П.К. — суммарная полнота просеивания крупной примеси (сход) в правой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале;

„ (о)   „

^£л.К. - полнота просеивания основного зерна в левой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале;

(о)

Е П.К. — полнота просеивания основного зерна в правой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале;

Л Е ^оК. — суммарная полнота просеивания основного зерна (сход) в левой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале.

Результат исследования показал, что наиболее высокая эффективность очистки семян ржи наблюдалась при использовании 6 гребенок. В этом случае эффективность очистки составила более 96 % от крупной примеси, а от мелкой – более 79 %. Также результаты исследований показали, что при этом же количестве гребенок эффективность очистки ячменя от крупных и мелких примесей составила более 93 и 80 % соответственно.

Заключение

Проведя эксперименты с семенами ржи и ячменя на пневмосепарирующей машине, не нашли принципиальных отличий с процессом очистки семян пшеницы. При этом можно применять те же гребенки, что и при очистке пшеницы, т. е. не производить их замену при обработке ржи и ячменя. Однако удельная производительность при очистке пшеницы будет выше. В результате проведенных исследований было выявлено, что эффективность очистки семян ржи и ячменя от мелкой примеси составляет 85 %, а от крупной – 93–96 %. Таким образом, пневмосепарирующую машину можно использовать как для отделения семян пшеницы от мелких и крупных примесей, так и для очистки семян ржи и ячменя [1].

Библиогрaфия

• 1.    Жигжитов A.О., Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б. и др . Пневмосепарирующая машина с разделением частиц по силе тяжести // Вестник ВСГУТУ. – 2023. – № 1 (88). – С. 53–59.

• 2.    Ньютон Г.В., Ньютон В.Г . Исследование эффективности классификации // Тр. Московского дома ученых. ‒ М., 1937. ‒ Вып. 2. ‒ С. 59‒74.

• 3.    Патент РФ 2471572 С1 B07B 1/04, B07B 1/46. Сепаратор сыпучих материалов / Ямпи-лов С.С., Жигжитов А. О., Цыбенов Ж.Б., Цыдыпов Ц.Ц., Цыренов И.А. Патентообладатели: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления». – Заявка №2011116864/03, заявл. 27.04.2011, опубл. 10.01.2013.

• 4.    Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б . Технологии и технические средства для очистки зерна с использованием сил гравитации. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. – 167 с.

• 5.    Ямпилов С.С. Технологии очистки и сортировки семян // Земледелие. - 1999. – № 4 – С. 40.

• 6.    Ямпилов С.С . Сепараторы предварительной очистки зерна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1999. - № 12. – С. 17.

• 7.    Патент РФ 2237526 С1 B07B 1/04, B07B 1/46. Сепаратор сыпучих материалов / Ямпи-лов С.С., Цыбенов Ж.Б., Зюлин А.Н., Гыпылов М.С. Патентообладатели: Восточно-Сибирский государственный технологический университет. – Заявка № 2003117810/03, заявл. 16.06.2003, опубл. 10.10.2004.

• 8.    Патент РФ 2399436 С1 B07B 13/10, B07B 13/16. Сепаратор для разделения сыпучих материалов / Васильев Н.Ф., Ямпилов С.С., Кобылкин А.В., Алексеев А.А., Задевалова Г.Э. Патентообладатели: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления». – Заявка 2009128387/03, заявл. 22.07.2009; опубл. 20.09.2010.

• 9.    Цыбенов Ж.Б. Обоснование основных параметров энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации: дис. … канд. техн. наук: 05.20.01. – Улан-Удэ, 2005. – 152 с.

• 10.    Абидуев А.А., Петунов С.В. Иванов Н.М. и др. Математическая модель технологического процесса фракционной очистки зерна // Вестник ВСГУТУ. – 2018. – № 2. – С. 27–30.

• 11.    Ямпилов С.С., Балданов В.Б., Цыбенов Ж.Б. и др. Разработка признака разделения частиц зернового материала сепарирующим устройством // Вестник ВСГУТУ. – 2019. – № 2. – С. 58–59.

• 12.    Раднаев Д.Н., Зимина О.Г., Бадмацыренов Д-Ц.Б. Анализ и выбор объекта исследования при решении научно-технических проблем // Вестник ВСГУТУ. – 2019. – № 2. – С. 63–66.

• 13.    Yampilov S.S., Tsybenov Zh.B., Gylykova S.Zh. at el. Grain Separation and Throwing Machine in inline Grain Processing ETESD-2022 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 1112 (2022) 012071 IOP Publishing.

• 14.    Tsydypov Ts.Ts., Yampilov S.S., Tsybenov Zh.B. at el. To the question of creating a device for cleaning and sorting of grain. AGRITECH-III-2020 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 1112 (2022) 012071 IOP Publishing.

• 15.    Патент РФ 2495728 С1 B07B 13/00, B07C 5/342. Устройство для сортировки зерна / Ямпи-лов С.С., Цыдыпов Ц.Ц., Жигжитов А.О., Хаптагаева С.Ч., Будаев А.Б. Патентообладатели: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления». – Заявка № 2012121083/03, заявл. 22.05.2012, опубл. 20.10.2013.