RU2622977C2

RU2622977C2 - Method for postharvest treatment of grain and seeds

Info

Publication number: RU2622977C2
Application number: RU2013113280A
Authority: RU
Inventors: Елена Ивановна Кострубяк
Original assignee: Елена Ивановна Кострубяк
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2017-06-21
Also published as: RU2013113280A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: method of postharvest treatment of grain and seeds includes grain cleaning, separation and drying. The grain heap after the combined harvester is loaded into a hopper of an aerodynamic separator, where the grain flow is subjected to both resistive and convectional heat at the same time. Then the grain stream is fed into a separation chamber of the aerodynamic separator, where additional convectional thermal effect on the grain flow is performed, the grain flow is simultaneously cleaned and separated into fractions by generated air flow, which is fed into the separation chamber. The grain separated into fractions is directed to the respective collectors and then to the storage and processing system.

EFFECT: increased process efficiency and high quality end product.

7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологическим процессам послеуборочной обработки зерна и семян, преимущественно зерновых культур.The invention relates to agriculture, in particular to technological processes of post-harvest processing of grain and seeds, mainly cereals.

В настоящее время в сельском хозяйстве для послеуборочной обработки зерна и семян используют сложные технологические процессы, включающие многостадийную обработку зерна после уборки комбайном, с использованием комплекса энергоемкого оборудования для каждого вида обработки.Currently, in agriculture, for post-harvest processing of grain and seeds, complex technological processes are used, including multi-stage processing of grain after harvesting with a combine, using a complex of energy-intensive equipment for each type of processing.

Обязательными процессами послеуборочной обработки зерна и семян являются предварительная, первичная, вторичная очистка зерна, триерование и дальнейшая отдельная сушка каждой фракции зерна.Obligatory processes of post-harvest processing of grain and seeds are preliminary, primary, secondary cleaning of grain, triiering and further separate drying of each grain fraction.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ послеуборочной обработки зерна и семян [1], включающий очистку, разделение и сушку зерна. При этом зерновой ворох, поступивший от комбайнов, сначала разгружают на площадке отделения приема, временного хранения и очистки, осуществляют предварительную и первичную очистку зерна на воздушно-решетных машинах. После предварительной и первичной очистки зерновой материал направляют на вторичную очистку, при этом первичная, вторичная и предварительная очистка проводятся на воздушно-решетных машинах. На стадии вторичной очистки зерновой материал разделяют по крупности зерен на три фракции (крупную, среднюю и мелкую), после чего полученные крупная и средняя фракции обрабатываются раздельно на соответственно овсюжных и кукольных триерных блоках. Очищенные от примесей крупная, средняя и мелкая зерновые фракции подаются раздельно на сушку в бункера активного вентилирования, где проводят сушку с подачей в каждый бункер агента сушки смеси топочных газов с воздухом, высушенные до необходимых кондиций зерна крупной и средней фракций окончательно очищают на воздушно-решетных машинах, на которых от основного зерна отделяют легкие примеси (пыль, прах), появившиеся при сушке, и уменьшение в размерах меньше стандартного зерна в результате выделения ими влаги, при этом подсевы крупной фракции направляют на вторую обработку вместе со средней фракцией, а подсевы средней фракции направляют на фураж, основное зерно большой и средней фракций подают в бункера-накопители, откуда оно поступает в весовыбойные аппараты, и затаривается в мешки, мешки зашивают на мешкозашивочных машинах, укладывают на деревянные поддоны и на автокарах перевозят на место временного хранения или в зернохранилища, или зерно из бункеров-накопителей высыпают в кузова транспортных средств и перевозят россыпью на склад, высушенное фуражное зерно подают в бункер-накопитель, высыпают в кузов транспортного средства и перевозят на склад, легкие примеси по воздуховодам подаются в циклоны, установленные над бункером-накопителем, крупные и мелкие примеси подают в бункера-накопители, затем все эти примеси высыпают в кузова транспортных средств и перевозят в место утилизации.Closest to the claimed technical solution is a method of post-harvest processing of grain and seeds [1], including cleaning, separation and drying of grain. At the same time, the grain heap received from the combines is first unloaded at the site of the reception, temporary storage and cleaning department, preliminary and primary grain cleaning is carried out on air-sieve machines. After preliminary and primary cleaning, the grain material is sent for secondary cleaning, while primary, secondary and preliminary cleaning are carried out on air-sieve machines. At the stage of secondary cleaning, the grain material is divided into three fractions according to the grain size (coarse, medium and small), after which the obtained coarse and medium fractions are processed separately on the oatmeal and puppet trier blocks. The coarse, medium and small grain fractions purified from impurities are fed separately for drying to the active ventilation bunker, where they are dried with a mixture of flue gases with air supplied to each drying agent bunker, and the grains of large and medium fractions dried to the required condition are finally cleaned on air-sieve machines that separate light impurities (dust, dust) from the main grain, which appeared during drying, and a decrease in size is smaller than the standard grain as a result of their moisture, while replanting large fractions they are sent to the second treatment together with the middle fraction, and the subcultures of the middle fraction are sent to the fodder, the main grain of the large and medium fractions is fed to storage bins, from where it enters the weighing machines, and packaged in bags, the bags are sewn up on bag sewing machines, laid on wooden pallets are also transported by truck to a temporary storage place or to granaries, or grain from storage hoppers is poured into the bodies of vehicles and transported in bulk to a warehouse, dried feed grain is fed to A storage nker is poured into the vehicle body and transported to a warehouse, light impurities are passed through air ducts to cyclones installed above the storage hopper, large and small impurities are fed into storage bins, then all these impurities are poured into the vehicle bodies and transported to place of disposal.

Недостатком данного способа является невысокая технологичность, трудоемкость процесса, энергоемкость, что обусловлено многостадийностью осуществления процесса переработки с использованием большого комплекса энергоемкого оборудования. Кроме того, способ сушки зерна загрязняет окружающую среду, поскольку в нем используются топочные газы.The disadvantage of this method is the low manufacturability, the complexity of the process, the energy intensity, which is due to the multi-stage implementation of the processing process using a large complex of energy-intensive equipment. In addition, the method of drying grain pollutes the environment, since it uses flue gases.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования процесса послеуборочной обработки зерна и семян, в котором путем объединения нескольких технологических процессов достигается повышение эффективности технологического процесса и снижения энергоемкости, а также повышение качества полученного после обработки зерна.The basis of the invention is the task of improving the process of post-harvest processing of grain and seeds, in which by combining several technological processes is achieved by increasing the efficiency of the process and reducing energy intensity, as well as improving the quality obtained after processing of grain.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе послеуборочной обработки зерна и семян, включающем очистку, разделение и сушку зерна, согласно изобретению зерновой ворох после комбайна загружают в приемный бункер аэродинамического сепаратора, в котором зерновой поток одновременно подвергают резистивному и конвекционному тепловому воздействию, а затем зерновой поток подают в камеру сепарации аэродинамического сепаратора, в которой проводят дополнительное конвекционное тепловое воздействие на зерновой поток и одновременно очищают и разделяют зерно на фракции сформировавшимся воздушным потоком, который подается в камеру сепарации, а разделенное на фракции зерно направляют в соответствующие сборники и далее на хранение и переработку.The problem is solved in that in the known method of post-harvest processing of grain and seeds, including cleaning, separation and drying of grain, according to the invention, the grain heap after the combine is loaded into the receiving hopper of the aerodynamic separator, in which the grain flow is simultaneously subjected to resistive and convective heat, and then the grain flow is fed into the separation chamber of the aerodynamic separator, in which additional convection thermal effect on the grain flow is carried out and at the same time the grain is cleaned and divided into fractions by the formed air stream, which is supplied to the separation chamber, and the grain divided into fractions is sent to the appropriate collectors and then to storage and processing.

При этом, конвекционное тепловое воздействие проводят путем подачи теплового воздуха в воздушные карманы, образованные стенками приемного бункера и сеткой.In this case, convective heat exposure is carried out by supplying thermal air to the air pockets formed by the walls of the receiving hopper and the grid.

Кроме того, конвекционное тепловое воздействие в приемном бункере сепаратора проводят при температуре 30-80°C в течение 30-120 с.In addition, convection heat in the receiving hopper of the separator is carried out at a temperature of 30-80 ° C for 30-120 s.

Преимущественно, когда резистивное тепловое воздействие в приемном бункере сепаратора проводят при температуре 30-70°C в течение 30-120 с.Mostly, when the resistive thermal effect in the receiving hopper of the separator is carried out at a temperature of 30-70 ° C for 30-120 s.

Кроме того, дополнительное конвекционное тепловое воздействие на зерновой поток в камере сепарации проводят при температуре 30-70°C в течение 1-3 с.In addition, additional convective thermal effect on the grain flow in the separation chamber is carried out at a temperature of 30-70 ° C for 1-3 s.

При этом воздушный поток нагнетают с помощью осевого лопастного вентилятора низкого давления.In this case, the air flow is pumped using an axial blade fan of low pressure.

Кроме того, воздушный поток подают в камеру сепарации с разной скоростью.In addition, the air flow is fed into the separation chamber at different speeds.

Благодаря тому, что на зерновой поток в приемном бункере сепаратора оказывают резистивное тепловое воздействие инфракрасными лучами при температуре 30-70°C, капиллярная влага, содержащаяся внутри зерна, вытягивается на поверхность зерна. Экспериментально установлено, что избранный температурный режим является оптимальным для вытягивания капиллярной влаги и сушки зерна.Due to the fact that the grain flow in the receiving hopper of the separator is thermally resisted by infrared rays at a temperature of 30-70 ° C, the capillary moisture contained inside the grain is drawn to the surface of the grain. It was experimentally established that the selected temperature regime is optimal for drawing capillary moisture and drying grain.

Одновременно поток зерна в приемном бункере сепаратора подвергают конвекционному тепловому воздействию путем подачи теплого воздуха в воздушные карманы, образованные стенками приемного бункера и сеткой. При этом на границе сетка-зерно создается псевдокипящий слой, который способствует снятию поверхностной влаги зерна и его сушке.At the same time, the grain flow in the receiving hopper of the separator is subjected to convective heat exposure by supplying warm air to the air pockets formed by the walls of the receiving hopper and the net. At the same time, a pseudo-boiling layer is created at the mesh-grain interface, which helps to remove the surface moisture of the grain and dry it.

Конвекционное тепловое воздействие в приемном бункере сепаратора проводят при температуре 30-80°C, что является оптимальным и экономически целесообразным.Convection thermal effect in the receiving hopper of the separator is carried out at a temperature of 30-80 ° C, which is optimal and economically feasible.

Следует отметить, что при воздействии на зерновой поток теплым воздухом с температурой меньше 30°C, не обеспечивается достаточное снятие поверхностной влаги, а влияние на зерновой поток теплым воздухом с температурой более 80°C является экономически нецелесообразным, кроме того, может привести к пересушиванию зерна, что снижает его качественные характеристики.It should be noted that when exposed to warm air with a temperature of less than 30 ° C on the grain flow, sufficient removal of surface moisture is not provided, and the effect of warm air with a temperature of more than 80 ° C on the grain flow is not economically feasible, in addition, it can lead to grain overdrying , which reduces its quality characteristics.

Время воздействия регулируется в зависимости от содержания влаги в зерне и скорости прохождения зерна в приемном бункере и количества зерна, находящегося в нем. Экспериментально установлено, что оптимальным является время теплового воздействия в течение 30-120 с.The exposure time is regulated depending on the moisture content in the grain and the speed of passage of grain in the receiving hopper and the amount of grain in it. It was experimentally established that the optimal time is thermal exposure for 30-120 s.

Дополнительное конвекционное тепловое воздействие на зерновой поток в камере сепарации при температуре 30-70°C в течение 1-3 с обеспечивает снятие остаточной поверхностной влаги зерна и благоприятно влияет на дальнейшее качество очистки и разделения зерна.An additional convective thermal effect on the grain flow in the separation chamber at a temperature of 30-70 ° C for 1-3 s ensures the removal of residual surface moisture of the grain and favorably affects the further quality of grain cleaning and separation.

При этом благодаря проведению процесса сушки с использованием конвекционного и резистивного теплового воздействия обеспечивается экологически безопасная сушка зерна, которая не загрязняет окружающую среду, что обусловлено тем, что такой процесс проведения сушки, в отличие от известных способов сушки с использованием топочных газов, не выделяет токсичных веществ.Moreover, due to the drying process using convection and resistive heat, an environmentally friendly grain drying is ensured, which does not pollute the environment, due to the fact that such a drying process, in contrast to the known drying methods using flue gases, does not emit toxic substances .

Кроме того, в результате того, что предварительно подсушенное зерно из приемного бункера сепаратора попадает в камеру сепарации, где под действием сформированного определенным образом воздушного потока, нагнетаемого в камеру сепарации аэродинамического сепаратора, происходит эффективное одновременное очищение и распределение зерна на фракции. При этом не происходит травмирование зерна, что повышает его качество.In addition, due to the fact that the pre-dried grain from the receiving hopper of the separator enters the separation chamber, where, under the action of the air flow formed in a certain way and injected into the separation chamber of the aerodynamic separator, there is an effective simultaneous cleaning and distribution of grain into fractions. In this case, there is no trauma to the grain, which increases its quality.

Благодаря тому, что воздушный поток нагнетают с помощью осевого лопастного вентилятора низкого давления, дополнительно снижаются энергозатраты и обеспечивается удобство в эксплуатации, так как для нагнетания воздуха используют существующие промышленные вентиляторы.Due to the fact that the air flow is pumped by means of an axial low-pressure paddle fan, energy costs are further reduced and ease of operation is provided, since existing industrial fans are used to pump air.

Благодаря тому, что сформированный воздушный поток подают в камеру сепарации с разной скоростью, обеспечивается эффективное очищение и разделение зерна на фракции.Due to the fact that the formed air flow is fed into the separation chamber at different speeds, effective cleaning and separation of grain into fractions is provided.

Следует отметить, что благодаря вышеперечисленному, технологический процесс значительно упрощается, так как очистка и разделение зерна происходит в единой сепарационной камере, и отпадает необходимость проведения отдельных этапов очистки и разделения зерна с использованием специального оборудования для каждого вида очистки на различных этапах обработки: предварительной, первичной, вторичной и триерования. В результате этого значительно сокращается время обработки зерна и снижается количество используемых энергоемких агрегатов и механизмов для проведения обработки.It should be noted that thanks to the above, the technological process is greatly simplified, since the cleaning and separation of grain occurs in a single separation chamber, and there is no need to carry out separate stages of cleaning and separation of grain using special equipment for each type of cleaning at different stages of processing: preliminary, primary , secondary and trieri. As a result of this, grain processing time is significantly reduced and the number of energy-consuming aggregates and mechanisms used for processing is reduced.

Сочетание процессов одновременной сушки, очистки и разделения зерна и проведения всех вышеназванных процессов в едином сепарационном устройстве значительно повышает эффективность технологического процесса, сокращает время обработки зерна, значительно снижает энергоемкость и трудоемкость процесса обработки, и позволяет получить конечный продукт высокого качества.The combination of processes of simultaneous drying, cleaning and separation of grain and carrying out all of the above processes in a single separation device significantly increases the efficiency of the process, reduces grain processing time, significantly reduces the energy consumption and laboriousness of the processing process, and allows to obtain a high-quality final product.

Суть изобретения поясняется на фиг.1, на которой представлена схема послеуборочной обработки зерна и семян.The essence of the invention is illustrated in figure 1, which presents a diagram of the post-harvest processing of grain and seeds.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Зерновой ворох после комбайна загружают в приемный бункер (1) аэродинамического сепаратора. В приемный бункер (1) подают воздух, нагнетаемый от вентиляторов (2), который подогревают нагревательными элементами (3) до температуры 30-80°C, поступающий в тепловые карманы (4), образованные стенками приемного бункера (1) и сеткой, установленной в бункере, что обеспечивает конвекционное тепловое воздействие на зерно в приемном бункере в течение 30-120 с. Под действием теплового воздуха на границе сетка-зерно создается псевдокипящий слой, который способствует снятию поверхностной влаги зерна и сушке.After the combine, the grain heap is loaded into the receiving hopper (1) of the aerodynamic separator. Into the receiving hopper (1), air is pumped from the fans (2), which is heated by heating elements (3) to a temperature of 30-80 ° C, which enters the heat pockets (4) formed by the walls of the receiving hopper (1) and the mesh installed in the hopper, which provides convection thermal effect on the grain in the receiving hopper for 30-120 s. Under the influence of thermal air, a pseudo-boiling layer is created at the mesh-grain interface, which helps to remove the surface moisture of the grain and to dry.

Одновременно кучу зерна в приемном бункере (1) подвергают резистивному тепловому воздействию при температуре 30-70°C инфракрасными лучами от резистивных нагревателей (5), установленных в приемном бункере (1), в результате чего капиллярная влага, содержащаяся внутри зерна, вытягивается на поверхность зерна.At the same time, a heap of grain in the receiving hopper (1) is subjected to resistive heat at a temperature of 30-70 ° C with infrared rays from resistive heaters (5) installed in the receiving hopper (1), as a result of which the capillary moisture contained inside the grain is drawn to the surface grain.

Время воздействия тепла на зерно регулируют в зависимости от содержания влаги в зерне, которое измеряют с помощью влагомера (не показано) и скорости прохождения зерна в приемном бункере, а также количества зерна, находящегося в нем.The time of exposure to heat on the grain is regulated depending on the moisture content in the grain, which is measured using a moisture meter (not shown) and the speed of passage of grain in the receiving hopper, as well as the amount of grain in it.

После приемного бункера через разгрузочное отверстие зерновой поток подают в камеру сепарации (6). Воздушный поток нагнетают от осевого лопастного вентилятора низкого давления (7), расположенного в камере статического давления (9), где расположены нагревательные элементы (8), обеспечивающие дополнительный конвекционный подогрев зерна потоком воздуха в камере сепарации (6).After the receiving hopper, through the discharge opening, the grain flow is fed into the separation chamber (6). The air flow is pumped from the axial low-pressure paddle fan (7) located in the static pressure chamber (9), where the heating elements (8) are located, which provide additional convection heating of the grain by the air flow in the separation chamber (6).

После камеры статического давления (9), воздушный поток, предварительно сформированный определенным образом, подают в камеру сепарации (6). При этом поток воздуха входит в камеру сепарации (6) с разной скоростью и разной направленности, обеспечивая эффективную очистку и разделение зерна.After the static pressure chamber (9), the air flow, pre-formed in a certain way, is fed into the separation chamber (6). In this case, the air flow enters the separation chamber (6) with different speeds and different directions, providing effective cleaning and separation of grain.

В камере сепарации (6) проводят дополнительное конвекционное тепловое воздействие на зерновой поток при температуре 30-70°C в течение 1-3 с, что обеспечивает снятие остаточной поверхностной влаги зерна и благоприятно влияет на дальнейшее качество очистки и разделения зерна.In the separation chamber (6), an additional convective thermal effect on the grain flow is carried out at a temperature of 30-70 ° C for 1-3 s, which ensures the removal of residual surface moisture of the grain and favorably affects the further quality of grain cleaning and separation.

В камере сепарации (6), под влиянием плоских струй направленного воздушного потока происходит очищение и разделение потока зерна на фракции в зависимости от массы и удельного веса, формы и размера частиц. Отделенные более тяжелые фракции попадают в зону покоя и далее опускаются до соответствующих сборников (10). Более легкие фракции и пыль выносятся через боковое отверстие в верхней части камеры сепарации. Отобранное из сборников (10) зерно поступает далее на хранение и переработку.In the separation chamber (6), under the influence of plane jets of a directed air flow, the grain stream is cleaned and divided into fractions depending on the mass and specific gravity, particle shape and size. The separated heavier fractions fall into the quiescent zone and then descend to the corresponding collectors (10). Lighter fractions and dust are carried out through a side opening in the upper part of the separation chamber. The grain selected from the collections (10) goes on to storage and processing.

Таким образом, предложенный способ позволяет совместить процессы одновременной сушки, очистки и разделения зерна и провести эти процессы в едином сепарационном устройстве, что значительно повышает эффективность технологического процесса, сокращает время обработки зерна, значительно снижает энергоемкость и трудоемкость процесса обработки, и позволяет получить конечный продукт высокого качества.Thus, the proposed method allows you to combine the processes of simultaneous drying, cleaning and separation of grain and carry out these processes in a single separation device, which significantly increases the efficiency of the process, reduces the processing time of grain, significantly reduces the energy intensity and laboriousness of the processing process, and allows you to get the final product of high quality.

Данный способ послеуборочной обработки зерна и семян, испытуемый ООО «Научно-производственной компанией «Агро-Вигс», показал, что полученное после обработки высококачественное семенное зерно, благодаря предложенному способу обработки, имеет сходство до 97,5%, что подтверждено сертификатом семеноводческой станции Харьковской области.This method of post-harvest processing of grain and seeds, tested by LLC Agro-Vigs Scientific-Production Company, showed that the high-quality seed grain obtained after processing, due to the proposed processing method, has a similarity of up to 97.5%, which is confirmed by the certificate of the Kharkov seed station area.

Источники информацииInformation sources

1. Патент Российской Федерации №2054977 C1, МПК6 B07B 9/00, опубл. 27.02.1996.1. Patent of the Russian Federation No. 2054977 C1, IPC6 B07B 9/00, publ. 02/27/1996.

Claims

1. A method of post-harvest processing of grain and seeds, including cleaning, separating and drying grain, characterized in that the grain heap after the combine is loaded into the receiving hopper of an aerodynamic separator, in which the grain stream is simultaneously subjected to resistive and convection heat, and then the grain stream is fed into an aerodynamic separator separation chamber, in which additional convective heat is applied to the grain flow and at the same time the grain is cleaned and separated into fractions air flow, which is fed into the separation chamber, and the grain divided into fractions is sent to the appropriate collectors and then for storage and processing.

2. The method according to claim 1, characterized in that the convection thermal effect is carried out by supplying thermal air to the air pockets formed by the walls of the receiving hopper and the grid.

3. The method according to claim 1, characterized in that the convection thermal effect in the receiving hopper of the separator is carried out at a temperature of 30-80 ° C for 30-120 s.

4. The method according to claim 1, characterized in that the resistive thermal effect in the receiving hopper of the separator is carried out at a temperature of 30-70 ° C for 30-120 s.

5. The method according to claim 1, characterized in that the additional convection thermal effect on the grain flow in the separation chamber is carried out at a temperature of 30-70 ° C for 1-3 s.

6. The method according to claim 1, characterized in that the air flow is pumped using an axial blade fan of low pressure.

7. The method according to claim 1, characterized in that the air flow is fed into the separation chamber at different speeds.