ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СЕМЯН ПШЕНИЦЫ

Разработана технология очистки семян пшеницы от трудноотделимых примесей, по комплексу признаков:

толщине, скорости витания, длине, плотности, форме и углу трения.

Ключевые слова: семена, трудноотделимые примеси, признаки делимости, очистка, комплекс признаков, машин

A. A. Abiduev, Cand. Sc. Engineering, Assoc. Prof., A. A. Abiduev, P. G.

RATIONALE FOR WHEAT SEEDS CLEANING TECHNOLOGIES

A technology for cleaning of wheat seed from impurities according to following characteristics: the thickness, sus — pension velocity, length, density, shape and angle of friction is shown in the article.

Key words: seeds, impurities, criteria for divisibility, treatment, a set of characteristics, vehicles.

Посевы зерновых культур в хозяйствах Сибирского федерального округа, в отличие от других р е — гионов, имеют высокую засоренность такими сорняками, как овсюг и татарская гречиха [1], что являет — ся одной из основных причин неудовлетворительного качества семенног о материала. Так, высеваемые в хозяйствах семена имеют низкое качество в основном по засоренности, в частности по содержанию с е — мян сорных растений [2]. В хозяйствах ежегодно высевалось свыше 40% семян низкого качества, а доля семян первого класса составляла около 30%, что значительно ниже, чем в других регионах [3].

В хозяйствах Республики Бурятия в последние годы доля некондиционных семян в общем объ еме семенного фонда достигает 37-39%. Семена некондиционны в основном также по содержанию семян сорных растений.

В процессе послеуборочной машинной обработки, и в частности при очистке, качество семян как свойство их совокупности в целом повышается за счет удаления из исходного материала семян сорных и других культурных растений, мелких (малопродуктивных) и дробленых семян основной культуры, органических и минеральных примесей. Наряду с этим значительное количество семян в процессе очистки подвергается механическим воздействиям разного рода и интенсивности со стороны рабочих органов машин и транспортирующих устройств, что приводит к травмированию семян, следовательно, снижению их продуктивных свойств. Продуктивность семян определяется их способностью дать, в за — висимости от внешних условий, то или иное количество полезного продукта, отвечающего по своему качеству установленным кондициям [4, 5].

Уровень травмирования семян зависит от степени травмирования зерноуборочными комбайн ами, транспортирующими средствами, машинами для послеуборочной обработки и посева. Если принять общее повреждение семян за 100%, то травмирование их при уборке комбайнами достигает 20-35%, машинами послеуборочной обработки – 25-50%, посевными машинами – 2-6% [6, 7, 8].

Процесс машинного воздействия на семена является многофакторным, что усложняет исследов а — ние его влияния на качество семян. Влияние рабочих органов машин на качество семян в процессе об — работки определяли на основании функциональной модели сепарации. Функциональная модель сепар а — ции описывает состояние системы «технология – машины – живые семена» и включает два блока, ха — рактеризующих свойства машинных технологий и влияние их на качество семян (рис. 1).

Входными воздействиями F(t) являются подача семенного материала GИ(t), его качество КИ(t) (продуктивные свойства ПИ(t), травмированность Рi(t) (i – виды травм), чистота Ci(t)) и свойства ком — плекса признаков делимости исходного материала ψ(t) (физико-механические свойства ФИ(t): статисти — ческие характеристики размеров, скорости витания, плотности, угла трения, коэффициента сферично — сти, фактора формы и др.). Управляющими факторами D(t) служат комбинации машин в технологии СМ(t), конструктивное исполнение машин КМ(t) и режим их работы RМ(t). К выходным переменным Y(t) относятся количество G0(t) обработанного материала в единицу времени, его качество К0(t), потери се — мян W(t) в отходы (фураж).

Рис. 1. Функциональная модель машинного воздействия на семена

Травмирование семян машинами определяли следующими параметрами: величиной статической нагрузки Qi(t) и ее частотой ωi(t), величиной динамической нагрузки Q/ (t) и ее частотой ω/ (t) (i = 1, 2…n

i i

– количество машин в технологии).

Качество обработанных семян оценивали продуктивностью П0(t), различного рода травмами Р0(t), физико-механическими свойствами Ф0(t) (однородностью комплекса признаков, массой 1000 семян), а также стандартами на качество семян.

 

Условия эффективного функционирования технологии очистки и сортирования семян могут быть записаны в следующм виде:

где Кi – допустимые потери семян в отходы, установленные агротребованиями, %; YС – урожайные свойства семян;

С

 

В, С, З, ЗС, В/, С/, З/, З/

– соответственно всхожесть, чистота семян, содержание в них семян других

растений, в том числе сорных, и регламентируемые стандартом показатели.

Семена овсюга отличаются от семян пшеницы по длине, они могут быть выделены из семенного

зерна в овсюжных цилиндрах, причем размер ячеек в каждом конкретном случае необходимо выбрать равным 1,1 – 1,2 максимальной длины семян основной культуры [9]. В семенах пшеницы наиболее трудноотделимой примесью является татарская гречиха, так как вариационные кривые их по размерам, скорости витания, плотности и углу трения перекрываются. Обоснование технологии очистки с емян от трудноотделимых примесей и определение комплекса машин может быть осуществлено на основе ана — лиза делимости зерновой смеси. При этом необходимо рассматривать комплекс четырех, пяти и более признаков [10], а также корреляцию между признаками [11, 12]. Машины для очистки и сортирования семян выбираются с рабочими органами, разделяющими компоненты зерна по выявленным признакам. В качестве критерия эффективности разделения двухкомпонентной смеси использовали критерий, пред — ложенный инженерами В. Г. Ньютоном и Г. В. Ньютоном [13].

Вариационные кривые семян пшеницы и татарской гречихи по размерам, скорости витания, углу трения и плотности и эффективность их разделения по этим признакам приведены на рисунке 2.

Анализ вариационных кривых семян пшеницы и татарской гречихи показывает, что достичь выс о-

кой эффективности разделения их по одному признаку из рассмотренных не представляется возмож — ным, поскольку вариационные кривые большинства признаков значительно перекрываются. Наибол ь — шего теоретического эффекта разделения Е/ = 88% можно достичь при разделении исходной смеси по длине, а наименьший эффект Е/ = 43-45% — при разделении зерновой смеси по поперечным размерам. Наибольшая эффективность разделения зерновой смеси по скорости витания составляет Е/ = 75%, углу трения – Е/ = 71%, плотности – Е/ = 55%. По значимости признаки разделения располагаются в следую — щей последовательности: длина (Е/ = 88%), скорость витания (Е/ = 75%), угол трения (Е/ = 71%), плот — ность (Е/ = 55%) и поперечные размеры (Е/ = 43-45%). Семена пшеницы и татарской гречихи отличают — ся по форме, и поэтому определяли значение седьмого признака – фактора формы частиц [10], физиче — ский смысл которого заключается в отношении действительного объема частицы к объему параллеле — пипеда с тремя ее размерами (толщиной, шириной и длиной). Значение фактора формы семян пшеницы и татарской гречихи составляет соответственно 0,703 и 0,287, то есть они по рассматриваемому призна-

ку имеют существенное различие. Такое различие объясняется тем, что семена пшеницы имеют гладкую округлую форму, а семена татарской гречихи – трехгранную форму с острой вершиной и вогнутыми посередине гранями.

Проведено исследование корреляционной связи между признаками семян пшеницы и татарской

 

 

гречихи. Установлена тесная корреляционная связь между размерами семян пшеницы и татарской гр е — чихи (длиной и поперечными размерами, толщиной и шириной), а также между размерами семян и ин — дивидуальной массой их. Скорость витания семян коррелирует с плотностью, индивидуальной массой и размерами частиц тесной положительной связью.

Из семенного зерна могут быть выделены короткие примеси (татарская гречиха) в кукольных ц и — линдрах триерного блока (куколеотборнике), легкие мелкие и крупные примеси соответственно в пне в — моканалах и на решетах с круглыми и продолговатыми отверстиями воздушно-решетных машин. При — меси, имеющие различия от семян по плотности, могут быть выделены из обрабатываемого материала на пневмосортировальном столе, по форме и углу трения – на ленточном фрикционном сепараторе (гор — ке) [10, 14].

Мелкие примеси и мелкие (неполноценные) семена основной культуры, а также крупные прим еси могут быть выделены из семенного зерна на решетах с продолговатыми и круглыми отверстиями. Для выполнения этих операций выбираем решета с продолговатыми отверстиями, которые имеют более вы — сокую производительность и эффективность. На колосовом решете необходимо выделить крупные с е-

мена татарской гречихи, перекрывающиеся с семенами основной культуры по длине. Кукольный ци — линдр необходимо выбрать с диаметром ячеек, равным 1,05-1,15 максимальной длины коротких приме — сей (семян татарской гречихи). В условиях рассматриваемого региона необходимо выбрать кукольные цилиндры с диаметром ячеек 5,6-6,3 мм [15].

При определении последовательности обработки семян предпочтение отдается более производи — тельным машинам. Воздушно-решетные машины имеют более высокую производительность, чем трие — ры, пневмосортировальные столы и ленточные сепараторы (горки). Поэтому семенное зерно при вто — ричной очистке и сортировании рекомендуется обработать в воздушно-решетной машине, кукольных и овсюжных цилиндрах, пневмосортировальном столе и фрикционном сепараторе. Производственная проверка разработанной технологии подтвердила ее высокую эффективность. Элитные и репродукц и — онные семена за один пропуск через поточную линию доводятся по содержанию семян сорных растений (татарской гречихи и овсюга) до норм стандарта.

Таким образом, разработана технология очистки семян пшеницы от трудноотделимых примесей по комплексу признаков: толщине, скорости витания, длине, плотности, форме и углу трения, включа — ющая обработку зерна на воздушно-решетной машине, овсюжном и кукольном триерах, пневмосорти — ровальном столе и ленточном фрикционном сепараторе. При этом колосовое решето необходимо в ы — брать с такими отверстиями, чтобы на нем выделялись крупные семена татарской гречихи, кукольные цилиндры выбираются с диаметром ячеек, равным 1,05-1,15 максимальной длины коротких примесей (татарской гречихи), овсюжные цилиндры – с диаметром ячеек, равным 1,1-1,2 максимальной длины семян основной культуры.

Материал взят из: Журнал «Вестник ВСГТУ». — №4(35). — 2011