Influence of vibration level of color sorter’s vibratory feeder on the quality of buckwheat seeds cleaning

Abstract

The paper presents the results of researches of influence of vibration level of color sorter’s vibratory feeder on the quality of buckwheat seeds cleaning. Dependences of quantity and purity of seeds, of content of hulled kernels and impurities, as well as dependence of thousand-kernel weight on the vibration level of vibratory feeder have been obtained.

Full Text

В условиях современной политической и экономической ситуации особенно важно обеспечить суверенитет страны, включая продовольственную безопасность. Для этого нужно производить и перерабатывать все необходимые с.-х. культуры внутри государства, применяя новейшие технологические и технические средства и используя качественные семена. На данный момент многие семена закупаются за рубежом. Некоторые с.-х. культуры, например гречиха, возделываются в России не в должном объеме. В связи с этим возникают такие проблемы, как высокие затраты на семена, использование сортов, не районированных для зоны их применения, и т.д. Получаемые в России семена нередко не отвечают требованиям ГОСТа, например по всхожести. Одна из основных причин - высокий уровень травмирования из-за большой протяженности технологических линий семяочистительных агрегатов. С помощью множества зерноочистительных машин получают идеально чистые семена. Однако огромное количество и интенсивность механических воздействий рабочих органов машин и транспортирующего оборудования на семенной материал резко снижают посевные качества и выход семян. Для получения высококачественных семян нужно использовать минимальное необходимое количество зерноочистительных машин, подбирая при этом тип машин, рабочих и транспортирующих органов таким образом, чтобы максимально сократить количество и интенсивность механических воздействий на семенной материал. Одна из машин, которые не травмируют семенной материал, - фотосепаратор. Это высокотехнологичное оборудование нового поколения, предназначенное для разделения компонентов сыпучих смесей по цвету, размеру, степени прозрачности или форме. При этом чистота очищенной фракции может достигать 99,99% [1]. Фотосепаратор не имеет рабочих органов, травмирующих семенной материал. Существуют фотосепараторы отечественных и зарубежных производителей [2]. Принципиальная схема работы фотосепаратора представлена на рис. 1 [3]. Обрабатываемый материал при помощи вибрации вибропитателя подают из бункера на скатный лоток, где происходит разгон и выравнивание компонентов в однослойный поток. Затем смесь попадает в зону обследования, где анализируется при помощи камер или сенсоров. При обнаружении примеси происходит ее удаление воздушным импульсом. Таким образом, производительность (количество подаваемого материала) регулируется уровнем вибрации вибропитателя. Производительность фотосепаратора зависит от вида обрабатываемого материала и его засоренности. Чем меньше размер частиц смеси и больше примесей в ней, тем меньшую производительность (уровень вибрации вибропитателя) приходится устанавливать. В противном случае увеличиваются потери продукта и снижается качество очистки. Фотосепаратор можно применять для подготовки качественных семян [4]. Проведены исследования с целью определения влияния уровня вибрации вибропитателя на качество фотосепарирования семян гречихи. Несколько образцов зернового вороха гречихи, одинаковых по составу, обрабатывали на фотосепараторе серии СВ (волоконно-оптический сепаратор производства ООО «Воронежсельмаш») при различных уровнях вибрации вибропитателя. Из каждого образца исходного вороха гречихи были получены очищенные семена и отходовая фракция - первоотход. Известно, что для сокращения потерь и увеличения выхода семян необходимо применять гладкие скатные лотки [5]. Поэтому исследования проводились с использованием гладких скатных лотов со стеклянной поверхностью. Результаты приведены в таблице. Количественные и качественные показатели фракций Уровень вибрации, у.е. Зерно гречихи, % Примеси, % Масса 1000 зерен, г Соотношение фракций, % Полноценное Обрушенное Травмированное Всего В т.ч. подсолнечник В т.ч. лузга Исходный ворох 97,62 0,93 1,3 0,15 0,12 0 29,75 100 Семена 85 98,5 0,08 1,41 0,01 0 0 29,87 89,16 95 98,44 0,1 1,42 0,04 0,01 0 29,83 88,6 105 98,16 0,07 1,75 0,02 0 0 29,71 88,6 115 97,94 0,09 1,91 0,06 0,01 0,01 29,73 86,43 125 97,52 0,14 2,31 0,03 0,01 0,01 29,7 85,27 Первоотход 85 80,26 16,42 2,42 0,9 0,24 0,12 27,74 10,84 95 81,65 15,17 2,53 0,65 0,19 0,1 27,89 11,4 105 83,4 13,25 2,46 0,89 0,31 0,1 28,17 11,4 115 86 11,38 1,96 0,66 0,22 0,03 28,41 13,57 125 88,05 9,18 2,29 0,48 0,14 0,01 28,64 14,73 Из таблицы видно, что с увеличением уровня вибрации вибропитателя доля полноценных зерен в получаемых семенах снижается, а в первоотходе возрастает. Содержание обрушенных и травмированных зерен в семенах возрастает с увеличением уровня вибрации, а в первоотходе снижается. Наименьшее содержание примесей в семенах получено при минимальном уровне вибрации, а в первоотходе - при максимальном. Также данные таблицы показывают, что с увеличением вибрации снижается масса 1000 зерен семенной фракции, а первоотхода - возрастает. Это говорит о том, что потери полноценных семян возрастают с увеличением вибрации, а чистота получаемых семян снижается. С использованием данных таблицы определены зависимости количества и чистоты получаемых семян, содержания обрушенных зерновок и примесей в семенах, а также массы 1000 зерен от величины вибрации вибропитателя фотосепаратора, которые представлены в формульном и графическом виде на рис. 2. Данные рис. 2 показывают, что с увеличением уровня вибрации снижается процент (количество) семенной фракции Кс, причем чем выше уровень вибрации, тем стремительнее сокращается выход семян. Чистота семян Чс (содержание полноценных зерновок) имеет схожую зависимость: снижается при увеличении уровня вибрации. Анализ графиков, представленных на рис. 2, показывает, что содержание обрушенных зерновок Со и примесей Спр в получаемых семенах имеет прямую квадратичную зависимость. Чем больше уровень вибрации, тем больше обрушенных зерновок и примесей поступает в семенную фракцию. Масса 1000 зерен семян изменяется в обратной зависимости, снижаясь с увеличением уровня вибрации. Уравнения полученных зависимостей, которые приведены возле каждого графика на рис. 2, позволяют довольно точно определить тот или иной показатель при конкретном уровне вибрации. Таким образом, результаты исследований показывают, что при увеличении уровня вибрации вибропитателя фотосепаратора уменьшается количество получаемых семян. При этом больше полноценных зерен гречихи попадает в первоотход, из-за чего снижается качество семян и увеличиваются потери. Качество снижается еще и потому, что при увеличении уровня вибрации увеличивается количество обрушенных зерновок гречихи и примесей, которые остаются в семенах. Изменение массы 1000 зерен говорит о том, что с увеличением производительности (уровня вибрации) наиболее зрелые, выполненные зерновки направляются в первоотход. Из вышеизложенных материалов следует, что фотосепаратор позволяет получать отличные результаты при подготовке семян, однако его производительность необходимо устанавливать только контролируя результаты очистки конкретного зернового вороха.