Delist.ru

Совершенствование технологии послеуборочной обработки семян фпакционированием и технических средств для ее реализации (15.07.2007)

Автор: Оробинский Владимир Иванович

Зерно, непригодное для целевого назначения, в дальнейшем разделяется на фуражную (используемую для кормовых целей) и отходовую фракции.

Для подтверждения правильности выбранного признака фракционирования нами рассматривалось распределение зерновок вороха озимой пшеницы по толщине и скорости витания. Результаты расчётов графически представлены на рисунке 8.

Средняя скорость витания зерновок растёт с увеличением их толщины по квадратичной зависимости. Наибольшую среднюю скорость витания 8,0…9,3 м/с имеют зерновки с большей толщиной 2,7…3,3 мм. Меньшей скоростью витания - 4,8…7,4 м/с обладают зерновки с толщиной от 1,5 до 2,3 мм. Это даёт возможность пред-положить, что большая часть мелких легковесных зерновок может выделяться по двум признакам: толщине и аэродинамическим свойствам.

Наряду со средней скоростью витания важной характеристикой является среднеквадратическое отклонение. Данные об изменении среднеквадратического отклонения средней скорости витания зерновок исходного вороха в зависимости от их толщины графически представлены на рисунке 9.

Меньший разброс скоростей витания ?v=0,6…0,9 м/с характерен для более мелких зерновок с толщиной bi =1,5…2,3 мм, что даёт основание ожидать их более полное выделение при выборе соответствующих размеров сортировальных решёт и скорости воздушного потока в пневмосепарирующем канале.

Больший разброс скоростей витания ?v=0,9…2,2 м/с для зерно-вок, обладающих большей толщиной bi =2,7…3,3 мм указывает на наличие в ворохе крупных легковесных зерновок и незерновых легковесных фракций, которые могут быть выделены только воздушным потоком в пневмосепарирующем канале второй аспирации.

Фракционная технология очистки наиболее полно может быть реализована на двухаспирационных воздушно-решётных машинах.

На первом этапе в пневмосепарирующем канале первой аспирации по аэродинамическим свойствам выделяются легковесные незерновые компоненты, составляющие в дальнейшем основу отходовой фракции. Далее на сортировальных решётах по толщине зерно разделяют на основную и фуражную фракции. В дальнейшем из основной фракции по аэродинамическим свойствам во втором пневмосепарирующем канале выделяют часть биологически неполноценного легковесного зерна.

В качестве основного признака фракционирования в первом случае рассматривали толщину зерновок и были выбраны сортировальные решёта с шириной отверстий 2,4 и 2,6 мм. Во втором случае в качестве основного признака фракционирования рассматривали скорость витания и была выбрана скорость в пневмосепарирующем канале 7,6 м/с.

Использование в качестве основного признака фракционирования толщины зерновок и сортировальных решёт как рабочего органа для его осуществления является более предпочтительным по сравнению со скоростью витания. При этом уменьшается доля вороха, поступающего в пневмосепарирующий канал, до 0,8567 и 0,726 при выборе решёт соответственно с шириной отверстий 2,4 и 2,6 мм. Одновременно снижается доля зерна, подлежащего выделению в канале аспирации до 0,0824 и 0,0549. За счет уменьшения нагрузки на пневмосепарирующий канал появляется возможность более полного выделения биологически неполноценного легковесного зерна, не выделенного по размерным характеристикам.

Для количественной оценки корреляционной связи между выбранными признаками фракционирования был проведён расчёт коэффициентов корреляции между скоростью витания зерновок и их толщиной. Результаты расчётов графически представлены на рисунке 10.

Анализ результатов исследований показывает, что для каждой толщины зерновок наблюдается максимум корреляционной связи при определенной скорости витания, который растёт с увеличением толщины зерновок и смещается в сторону большей скорости витания.

Таким образом, каждому размеру сортировального решета соответствует своя скорость воздушного потока в канале аспирации.

При выборе этих параме-тров можно ожидать наиболее полное выделение мелких лег-ковесных зерновок и выход ос-новной фракции с лучшей вы-равненностью получаемых зер-новок по толщине и скорости витания.

Для оценки теоретическо-го распределения компонентов вороха на фракции рабочими органами машины определяли числовые характеристики законов нормального распреде-ления (Mb, Mov, Mmv) – матема-тические ожидания соответст-венно толщины зерновок исходного вороха, скорости витания зерновок основной и фуражной фракций; ?b, ?ov, ?mv – среднеквадратические отклонения толщины зерновок, скоростей витания зерновок соответственно основной и фуражной фракций и вероятности (Pbi, Povi, Pmvi) попадания зерновок в заданный интервал.

Расчёт числовых характеристик и теоретических вероятностей проводили по известным зависимостям математической статистики.

Для проверки гипотезы соответствия распределения толщины зерновок и их скоростей витания нормальному закону использовали критерий Пирсона (?2).

определяли по формуле

- табличная вероятность выделения зерновок в мелкую фракцию.

выход исходного вороха в основную фракцию определяли из выражения

Потери полноценного зерна основной фракции с учётом полноты разделения колосовым решетом определяются по формуле

Вероятность выделения биологически неполноценного легковесного зерна основной фракции в пневмосепарирующем канале, с учётом полноты разделения, можно определить по формуле

- табличная вероятность выделения биологически неполноценного легковесного зерна основной фракции в канале.

Вероятность выделения биологически неполноценного легковесного зерна мелкой фуражной фракции, оставшейся в основной после решётной очистки, можно определить по формуле

- вероятность выделения биологически неполноценного легковесного зерна из оставшейся мелкой фуражной фракции в пневмосепарирующем канале.

Вероятность выхода основной фракции после разделения на сортировальных решётах и выделения биологически неполноценного легковесного зерна в пневмосепарирующем канале определили из выражения

Основными показателями, характеризующими качество получаемой основной фракции, являются средняя толщина зерновок, среднеквадратическое отклонение толщины, средняя скорость витания зерновок и среднеквадратическое отклонение скорости витания.

Среднюю толщину зерновок с учётом полноты разделения решётами и воздушным потоком в пневмосепарирующем канале определяли по формуле

Рo - теоретическая вероятность выхода основной фракции вороха с учётом полноты разделения.

Теоретическую вероятность выхода основной фракции вороха можно определить по следующей формуле

Среднеквадратическое отклонение толщины зерновок после разделения определяли из выражения

,мм. (9)

Среднюю скорость витания зерновок после разделения определяли из выражения

Среднеквадратическое отклонение скорости витания зерновок после разделения определяли по формуле

,м/с. (11)

Анализ результатов расчётов показал, что для получения посевного материала, более выравненного по толщине, лучше выбирать решёта с большей шириной отверстий и среднюю скорость воздушного потока в пневмосепарирующем канале, чем решёта с меньшей шириной отверстий и большую скорость воздушного потока в пневмосепарирующем канале. Так, например, при ширине отверстий сортировальных решёт bp=2,4 мм и скорости воздушного потока в пневмосепарирующем канале V=8,5 м/с доля выхода основной фракции составляет Рo= 0,595 при средней толщине зерновок Мb=2,892 мм и среднеквадратическом отклонении толщины ?b=0,218 мм. При выборе ширины отверстий сортировальных решёт bp=2,6 мм и скорости воздушного потока в пневмосепарирующем канале V=7,5 м/с выход основной фракции увеличивается до Рo= 0,706 при большей средней толщине зерновок Мb=2,900 мм и меньшем среднеквадратическом отклонении толщины ?b=0,210 мм.

Лучшая выравненность зерновок основной фракции по скорости витания достигается при ширине отверстий сортировальных решёт bp=2,6 мм и скорости воздушного потока в пневмосепарирующем канале V=7,5...8,0 м/с. Такой характер зависимости объясняется корреляционной связью толщины зерновок с их скоростью витания и неполнотой разделения как по толщине, так и по аэродинамическим свойствам.

= 0,8, не превышает 30%.

Для подтверждения теоретических предпосылок фракционной технологии очистки зерна и оценки качественных показателей работы рабочих органов и машин в целом был проведён отбор проб зерна на машинах ОЗФ-80/40/20, работающих в хозяйствах в составе технологических линий при очистке вороха озимой пшеницы. При этом отбирали пробы исходного вороха, вороха после очистки на сортировальных решётах, очищенного зерна после пневмосепарирующего канала второй аспирации. В качестве сортировальных использовали решёта с продолговатыми отверстиями шириной 2,4 и 2,6 мм. Скорость воздушного потока в пневмосепарирующем канале второй аспирации - 7,5...7,6 м/с. Производительность машин при установке решёт с шириной отверстий 2,4 мм составляла 20 и 55 т/ч, при установке решёт с шириной отверстий 2,6 мм - 40 т/ч.

Фактическое и расчётное распределение вороха озимой пшеницы по фракциям и качество получаемого зерна после фракционной очистки машиной ОЗФ-80/40/20 показало хорошее их согласование.

загрузка...