Очистка риса по щадящей технологии

4 февраля 2019 г.
Статьи Агротехнологии Очистка риса по щадящей технологии
рис

Рис по валовому сбору обходит пшеницу. Когда мы говорим о росте населения на Земле, надо учитывать, что основной прирост происходит за счет азиатских стран, т.е. тех стран, население которых в рационе питания отдает предпочтение рису и продуктам из него. В связи с этим прогнозируют дефицит риса на мировом рынке. Так, в 2020 году спрос на рис составит 781 млн тонн, что превысит спрос на пшеницу на 2-3%, поскольку производство риса в 2020 году ожидают не более 750 млн тонн. Более половины мирового производства риса приходится на три страны: КНР – 30% (200 млн тонн); Индия – 20% (125 млн тонн); Индонезия – 10% (67 млн тонн). Кроме азиатских стран, США и Бразилия производят риса не менее чем по 11 млн тонн.


Высокая подверженность травмированию

Из всех с/х культур рис при его производстве, подготовке семян и переработке требует особого внимания в силу исключительно высокой предрасположенности к травмированию.

Рис. 1. Влияние травм семян риса на продуктивность растений

При посеве трещиноватых семян риса продуктивность растений составляет всего около 70% по сравнению с продуктивностью растений из целых семян. На рисунке 1 показано влияние травм семян риса на их продуктивность. Из рисунка видно, что большое отрицательное влияние на урожайность оказывает растрескивание цветочной пленки.

У нас нет большого опыта работы с рисом. Поэтому, когда нам его привезли на очистку, то мы с интересом отнеслись к этой культуре. Засоренность привезенного риса была высокая (рис. 2). В процессе работы сразу отметили его плохую сыпучесть. Объяснение этому простое – остистость. Уместны аналогии с остистым ячменем.

Заказчик привез рис только на очистку, но нам было интересно посмотреть на его «поведение» не только в процессе очистки, но и на всех технологических этапах, включая сепарацию по плотности на пневмовибростоле. На рисунке 3 приведен общий вид семенного завода по подготовке сильных семян.

Общие технологические выводы

  1. Очистку риса без скальператора выполнять нецелесообразно – большая доля соломистых включений.
  2. Зерноаспиратор (ЗАФ-30) эффективно разделил рис на относ – откровенно легковесный, легковитаемый материал и подчищенное зерно (рис. 4).

Рис. 4. Очистка риса на зерноаспираторе ЗАФ-30

Я употребил слово «подчищенное» по той причине, что остистость риса удерживает при аспирации даже легковитаемые частички. Поэтому после ЗАФ-30 рис был направлен на решето Фадеева 2,5, через которое прошел мелкий растительный сор, а рис сошел.

Рис. 2. Исходный материал

Засоренность вороха соломистыми частицами объясняется его остистостью. На рисунке 5 показан мелкий растительный сор, задержавшийся в рисе при очистке на ЗАФ-30 и «вытрушенный» на очищающем калибраторе на решете Фадеева 2,5. И, тем не менее, какая-то часть растительного сора осталась до окончательного его отделения на пневмовибростоле.

На пневмовибростоле семена риса строго разделились на три фракции. На рисунке 6 показаны образцы риса, сошедшего с пневмовибростола.

Как и следовало ожидать, в составе «тяжелого» риса оказались «голые, обрушенные» зерна (рис. 7). Они были отобраны при разделении на решете Фадеева 2,5. Эта та часть обрушенного риса, которая удержалась в «компании» с остистым рисом и не прошла через решето 2,5 вместе с сором.

Когда в процессе очистки риса мы получили исключительно высокое качество очистки, то не удержались от соблазна проверить его в лаборатории на посевные качества. Результаты приведены на рисунке 8. Можно сделать вывод, что даже из товарной партии риса щадящая пофракционная технология позволяет выделить семена с выровненным и высоким потенциалом.

Поскольку заказчик к нам обратился с просьбой почистить зерно риса, то упрощенный вариант очистки выглядит следующим образом (рис. 9).

Зерноаспиратор и струйный сепаратор – это зерноочищающие машины. Они являются новыми разработками в технологии зерноочистки, поэтому есть смысл кратко пояснить суть их работы.

Рис. 3. Общий вид семенного завода для любых с/х культур

Новые решения в очистке зерна

Эффективность аспирации зависит от организации процесса взаимодействия падающего зерна с пронизывающим его воздушным потоком. При аспирации определяющую роль имеет плотность зернового потока, форма семян и насыпная плотность (натура). Для каждой культуры существует предельное значение плотности зернового потока, при котором аспирация прекращается как процесс. Накопленный опыт в разработке зерноочищающих машин убедительно показал необходимость глубокой и многовариантной регулируемости режимов работы таких машин, и аспираторы не являются исключением. Исходя из этого, нами разработан и испытан аспиратор, отвечающий этим требованиям (рис. 10).

Исследования показали, что в силу сложного взаимодействия потока воздуха с потоком зерна в относ попадает, кроме растительного легковитаемого сора, и зерновая примесь, скорость витания отдельных зерновок которой ниже скорости витания полноценных зерен.

С целью выделения зерновой примеси относ ссыпается на очищающий калибратор и на нем происходит разделение материала, отнесенного воздухом на мелкий сор, зерновую примесь и крупный сор. Зерновая примесь может быть добавлена в очищенное зерно или собрана в отдельную фракцию как фураж.


Принцип работы струйного сепаратора (ССФ-11):

Поток воздуха замкнутый (рис.11). Вентилятор (1) подает воздух в каналы подвода к ресиверу (2) перед входом в рабочую камеру (3). В ресивере скорость воздуха снижается для выравнивания его параметров перед рабочей камерой. Между ресивером и рабочей камерой установлен хонейкомб (4), в котором происходит переформирование масштабов турбулентности из случайных и разных в ресивере в строго упорядоченные на входе в рабочую камеру. Переформирование происходит в пяти тысячах одинаковых каналах прямоугольного сечения, длина которых равна 15 калибрам, как и требуется для полного выравнивания потока.

Рис. 10. Внешний вид очищающего комплекса ЗАФ-100 (производительность 50-100 т/час)

Кроме того, в струйном сепараторе ССФ-11 вентилятор установлен так, что воздух в рабочей камере после выравнивания его структуры, движется равномерно по той причине, что всасывается рабочим колесом вентилятора, а не выдувается в виде отдельных струй, как это сделано в других сепараторах.

Таким образом, выровненный потенциальный поток воздуха поступает в рабочую камеру. В него ссыпается ровным слоем зерно, равномерно распределенное по ширине рабочей камеры, благодаря приемному устройству (5), равному ширине камеры.

Сносящий поток воздуха, воздействуя на зерно, сносит его по ходу своего движения. Поскольку зерно откалибровано по размеру, то силовое взаимодействие зерен с потоком одинаковое.

Поэтому различие траекторий падения зерен обусловлено только разницей в плотности, за счет чего они и распределяются по пяти приемным бункерам соответствующим образом. Наиболее легковесные зерна отражаются специальным устройством в пятый по счету бункер (рис. 11) и не попадают во входной канал вентилятора.

Рис. 11. Схема работы струйного сепаратора ССФ-11
в линии по производству сильных семян

Регулирование режимов работы машины осуществляется за счет:

■ изменения скорости потока воздуха путем регулирования частоты оборотов вентилятора частотным преобразователем, что, кроме точности регулирования, снижает потребление энергии;

■ изменения положения поворотных заслонок (7) с целью требуемого распределения зерна по бункерам;

■ машина работает в режиме замкнутого цикла – без обмена воздухом с окружающей средой.

С уважением, Фадеев Л.В., канд. техн. наук