3. Проектирование технологии послеуборочной обработки и хранения зерна

3.1. Расчёт элементов технологии послеуборочной обработки зерна

Технология послеуборочной обработки зерна — это сложный комплекс взаимосвязанных операций, проводимых в определённой последовательности и выполняемых одна за другой. Она, как правило, состоит из следующих основных операций:

• предварительная очистка свежеубранного зерна;

• сушка зерна и семян;

• первичная очистка;

• вторичная очистка семенного зерна;

• активное вентилирование.

Для составления плана ПОЗ необходимо выполнить следующие расчёты.

1. Определите продолжительность уборки культуры (Т_уб, сут.):

где S — убираемая площадь, га;

Ч_к — число зерноуборочных комбайнов, шт.;

П_к — суточная производительность одного комбайна, га/сут.

Суточная производительность комбайна определяется по формуле:

,

где П_КЧ — часовая производительность зерноуборочного комбайна, га/ч;

Т_СМ — продолжительность смены, ч (принимать от 8 до 10 ч);

N_СМ — количество смен в сутки;

К_кор — коэффициент корректировки в зависимости от влажности, засорённости и полёглости (в упрощённых расчётах =1).

Часовая производительность комбайна определяется по формуле:

где q — пропускная способность молотилки комбайна, кг/с (приложение 5);

К_п — коэффициент использования рабочего времени;

З_с — соломистость (отношение урожая соломы к урожаю зерна);

У — урожайность культуры, т/га.

Коэффициент использования рабочего времени К_п вводится в формулу с целью максимального приближения получаемых результатов к реальной обстановке в хозяйстве в период уборочных работ. Величина коэффициента индивидуальна для каждого хозяйства, технологической операции и колеблется в пределах от 0,5 до 0,95. При уборке хлебов К_п = 0,8.

2. Определите суточное (М_исх, т) и общее (М_ПОЗ, т) поступление зерна на ток:

;

Далее следует определить суточную и общую производительность тока — продолжительность каждой операции, изменение массы зернового вороха после её проведения. Для этого необходимо выполнить следующие расчёты.

3. Определите продолжительность предварительной очистки зернового вороха суточную (Т_овп, час) и общую (Σ Т_овп, час):

; ,

где П_э — эксплуатационная производительность машины, т/час;

Эксплуатационная производительность всех имеющихся в хозяйстве машин, занятых на очистке и сушке зерна и семян, является важнейшим параметром при определении расхода зерна (послеуборочной обработке и закладке на хранение). Она, прежде всего, зависит от уборочной влажности и содержания примесей в зерновой массе, поступающей на ток.

Эксплуатационная производительность машин для очистки зерна (Пэ, т/час) определяется по формуле:

где П_п — паспортная производительность машины, т/час;

К_э — коэффициент эквивалентности, учитывающий особенности культуры;

К₁ и К₂ — коэффициенты, учитывающие влажность и засорённость вороха.

Значения коэффициентов, используемых здесь и далее для расчётов, приведены в приложениях 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9.

Для предварительной очистки К_п должен быть не менее 0,9.

4. Определите массу зернового вороха после предварительной очистки суточную (М_овп, т) и общую Σ М_овп, т):

; ,

где У_ОВП – убыль массы вороха, %.

Убыль массы вороха при очистке складывается из выделенных примесей и потерь полноценного зерна в отходы. На предварительной очистке должно выделяться не менее 50-80% примесей от исходного количества, дробление зерна (семян) основной культуры не должно превышать 0,1%.

5. Определите продолжительность сушки зернового вороха в течение суток (Т_с, час) и общую (Σ Т_с, час):

;

где М_пл — масса просушиваемого в сутки зерна в плановых тоннах, пл.т.;

Σ М_пл — общая масса просушиваемого зерна в плановых тоннах, пл.т.;

П_пс — паспортная производительность сушилки, т/час (приложение 4);

При сушке К_П = 0,8.

Эксплуатационную производительность сушилок определяют в плановых тоннах. Это обусловлено тем, что фактический объём работы по затратам времени, топлива и энергии для высушивания 1 т зерна в зависимости от исходной влажности зерна может изменяться во много раз. Кроме этого, зерно и семена разных культур требуют различного расхода топлива на удаление одного и того же количества воды. Плановая тонна соответствует сушке 1 т зерна продовольственной пшеницы при снижении влажности с 20 до 14%. Выработка в размере 1 плановой тонны соответствует одному пропуску зерна через сушилку при оптимальном температурном режиме.

Массу просушенного зерна в плановых тоннах определите по формуле:

; ,

где К_в – коэффициент, учитывающий влажность зерна;

К_к – коэффициент, учитывающий особенности культуры и целевое назначение зерна.

Если сушку зерна не удаётся завершить в течение суток, следует рассчитать, какое его количество останется непросушенным и должно быть законсервировано. Для этого определите эксплуатационную производительность сушилки (П_сэ, т/час):

При сушке зерна различных культур производительность сушилки определяется с учётом поправочных коэффициентов К_с (приложение 8), на который её нужно умножить.

Затем рассчитайте массу зерна, просушиваемого за сутки (М_с1, т):

,

где 20 – средняя продолжительность работы сушилки в течение суток, час.

Массу зерна, подлежащего консервации (М_ав, т), определите по формуле:

Предложите способы консервации зерна.

6. Определите массу зерна, полученного после сушки за сутки (М_с, т) и за общее время (Σ М_с, т):

; ,

где W₁ — влажность зерна до сушки, %;

W₂ — влажность зерна после сушки, %.

7. Определите продолжительность первичной и вторичной очистки просушенного зерна в сутки (Т_пво, час) и общую (Σ Т_пво, час):

;

Первичная очистка, проведённая после предварительной очистки, должна обеспечивать доведение зерна по чистоте до базисных кондиций, а семян — до норм категории «оригинальные семена» по чистоте и «оригинальные семена» или «элитные семена» по содержанию семян других растений, в том числе сорных. Вторичная очистка должна обеспечивать доведение семян по чистоте до тех же категорий, она проводится при необходимости, если не достаточно первичной очистки.

Эксплуатационную производительность машины первичной и вторичной очистки рассчитайте по формуле для предварительной очистки. Значения коэффициентов принимаются с учётом изменения влажности и засорённости зерна на предыдущих операциях. Совместное определение продолжительности первичной и вторичной очистки применяют при одновременном проведении этих операций на одной машине. При выполнении предварительной и последующих очисток на одной машине следует помнить, что паспортная производительность её для каждой операции различна.

Коэффициент К_п для первичной очистки равен 0,97, для вторичной 0,95.

8. Определите массу зерна (семян), полученного после проведения первичной и вторичной очистки за сутки (М_пво, т) и общую (Σ М_пво), час:

;

где У_пво — убыль массы при первичной (вторичной) очистке, %.

Убыль массы происходит за счёт выделения примесей, оставшихся после проведения предварительной очистки, и потерь полноценных семян в отходы. Зерновая масса, поступающая на первичную очистку, должна иметь влажность не выше 18% и содержать сорной примеси не более 10% при обработке зерна и до 6% при обработке семян. Как правило, первичная и вторичная очистка выполняются для сухого зерна. Дробление зерна (семян) при первичной очистке не должно быть более 0,1% массы зерна (семян) основной культуры, при вторичной 0,05%.

Как правило, первичная (вторичная) очистка является заключительной технологической операцией, после которой зерно (семена) можно закладывать на хранение.

Полученные данные представьте в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Изменение массы зерна в процессе послеуборочной обработки

Название операций*	Масса зерна, поступившего на операцию, т	Убыль массы					Масса зерна после обработки, т
		Всего		в том числе за счёт
		т	%	удаления примесей, %	потерь зерна в отходы, %	усушки, %
ОВП
Сушка
ПО
ВО

Примечания. ОВП — предварительная очистка, ПО — первичная, ВО — вторичная очистка. В таблице проставляется общая масса зерна.

12. Прогнозируемый выход чистого зерна (В_сем, %) можно определить так:

При определении прогнозируемого количества фуражного зерна условно принимают его выход в размере 30-40% от массы зерна после сушки.

На основании полученных расчётов составьте и поясните схему проведения ПОЗ по форме таблицы 3.2.

Таблица 3.2. Схема операций ПОЗ

Название операции	Марка машины, агрегата	Паспортная производительность		Эксплуатационная производительность		Продолжительность работы фактически, час	Масса обрабатываемого зерна, т
		т/час	т/сутки	т/час	т/сутки