Этапы очистки зерна: предварительная, первичная и вторичная

Ворох из-под комбайна зерном в товарном смысле ещё не является: на предварительную очистку допускается смесь влажностью до 40 % и с примесями до 20 %, в том числе до 5 % соломистых. Такая масса плохо продувается, греется и за считаные часы теряет класс и всхожесть. Поэтому очистку делят на этапы - у каждого своя задача, свой допустимый вход и свои нормы потерь.

Подработка зерна - весь комплекс послеуборочных операций, доводящих ворох до нормы по чистоте и влажности: очистка, разделение на фракции, калибровка, при необходимости сушка, а для семенных партий - протравливание. Очистка внутри подработки делится на предварительную, первичную и вторичную (семенную). Названия говорят не о качестве машины, а о месте операции в цепочке и о допуске на выходе.

Почему очистку нельзя сделать за один проход

Свежеубранный ворох нельзя держать без обработки: срок хранения неочищенной массы - не более 1-2 часов. Задержка на одну ночь опасна: за 12 часов влажные семена сорняков передают влагу зерну и поднимают влажность массы на 5-10 %. Очищенный ворох лучше продувается и устойчивее к самосогреванию.

Времени на раскачку уборка не даёт. В южных регионах страны она начинается в конце июня - начале июля, в центральных регионах - с середины июля, а кукурузу, гречиху, овёс, рожь и горох убирают в августе и сентябре. Ток принимает поток несколько недель подряд, и узкое место на любом этапе останавливает не машину, а комбайны в поле.

Вторая причина деления на этапы - допуски. На предварительной очистке потери полноценного зерна нормируются на уровне не более 0,05 %: машина обязана быть грубой по примеси, но аккуратной по зерну. На вторичной допускается потеря до 1 % основной культуры и до 1 % дробления - зато на выходе получают посевной материал. Настроить один аппарат сразу на 40-процентную влажность вороха и на семенной допуск по дроблению невозможно.

Предварительная очистка: снять соломистое и лёгкое в первые часы

Задача этапа - не кондиция, а пригодность массы к временному хранению и к дальнейшей обработке. Требования к входу: влажность не выше 40 %, примесей не более 20 %, соломистых не более 5 %. Машины удаляют практически 100 % соломистых примесей и до 50 % посторонних, теряя не более 0,05 % полноценного зерна. По отраслевым данным, общая эффективность выделения примесей на этом этапе - 60-70 %; в отход уходят преимущественно щуплые, мелкие и неполноценные зёрна.

Рабочий признак этапа - парусность, и разрыв между культурой и примесью здесь велик: скорость витания пшеницы 9,0-12,0 м/с, ржи 8,5-10,0, ячменя и кукурузы 8,5-11,0, овса 8-9 м/с, а большинства семян сорняков - 4-6 м/с. У подсолнечника скорость витания ниже, около 7,3-8,4 м/с, поэтому поток воздуха при работе по масличным ослабляют, иначе основная культура уйдёт в отход вместе с примесью.

По устройству рабочих органов зерноочистительные машины делят на безрешётные (аэродинамические), воздушно-решётные, воздушно-решётно-триерные и специальные. На первом этапе выигрывают безрешётные: очистка идёт в воздушном потоке без участия решёт, поэтому материал меньше травмируется, а машина способна работать по вороху прямо из-под комбайна.

Этап закрывают воздушные сепараторы Клён-СВ. Одна и та же машина имеет три паспортные цифры - по режиму работы: на очистке вороха СВ-6 берёт до 8 т/ч, СВ-10 - до 15 т/ч, СВ-20 - до 20 т/ч; на сортировке - до 6, 10 и 12 т/ч соответственно; по посевному материалу - до 2, 3 и 5 т/ч. Лёгкие отходы и пыль собирает циклон. Под крупный поток ставят барабанный сепаратор Клён-БСЗ - в режиме предварительной очистки от 40 т/ч у БСЗ-3-1 до 100 т/ч у Клён-БСЗ-4-2.

Первичная очистка: четыре фракции и не более 3 % примесей

Первичная очистка идёт по подсушенному материалу, её задача - разделить массу по размерам и отобрать товарную фракцию. Нормативный результат: остаток посторонних примесей не более 3 % и деление на четыре фракции - качественное зерно, фуражное зерно, крупные и лёгкие отходы.

Признак разделения - геометрия зерновки, которую «проверяет» отверстие решета. В Клён-БСЗ решёта сменные и подбираются под культуру, барабан вращается тихоходно (18 об/мин), угол наклона к горизонту регулируется в пределах 1,5-5,0°, решёта очищаются роликовым механизмом, что снижает травмирование, а аспирационная камера параллельно снимает пыль и полову. В этом режиме БСЗ-3-1 даёт 20 т/ч, БСЗ-3-2 - 25, БСЗ-4-1 - 40, БСЗ-4-2 - 50 т/ч. Культуры - пшеница, ячмень, кукуруза, рожь, подсолнечник, горох и другие.

Ориентир по влажности задаёт не машина, а хранение и приёмка: ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия» устанавливает предельную влажность пшеницы не более 14 %. Если ворох влажнее, очистка не отменяет сушку, а лишь выигрывает время до неё.

Вторичная очистка: семенные допуски

Вторичная очистка - подготовка посевного материала, и описывается она процентами, а не тоннами в час. Вход: влажность не выше 18 %, примесей до 8 %, в том числе сорной до 3 %. Нормы работы: потери основной культуры не более 1 %, попадание полноценных семян во второй сорт не более 3 %, дробление в пределах 1 %.

Дробление - самый жёсткий пункт цепочки, потому что основной ущерб семена получают не в поле, а на току: при перевалках, подъёмах и проходах через машины послеуборочной обработки. Допуски по потерям и дроблению на этом этапе задают агротребования к вторичной очистке. А требования к самим семенам на выходе устанавливает ГОСТ Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества»: он делит семена на категории ОС (оригинальные), ЭС (элитные), РС (репродукционные) и РСт (репродукционные для товарных посевов) и задаёт для каждой минимумы по чистоте, содержанию семян других растений и всхожести.

Сводная таблица этапов

ЭтапЗадачаДопустимый входНормы потерь и остаткаМашины КЛЁН
ПредварительнаяУбрать соломистые и лёгкие примесиВлажность до 40 %, примесей до 20 %, соломистых до 5 %Потери зерна до 0,05 %; снимается почти 100 % соломистых и до 50 % постороннихВоздушные сепараторы Клён-СВ-6 / СВ-10 / СВ-20 (8 / 15 / 20 т/ч); барабанный сепаратор Клён-БСЗ на предочистке (40-100 т/ч)
ПервичнаяРазделить по размеру, отобрать товарную фракциюНорматив по входу не задан; материал прошёл предочисткуОстаток примесей до 3 %; четыре фракцииБарабанный сепаратор Клён-БСЗ-3-1 / 3-2 / 4-1 / 4-2 (20 / 25 / 40 / 50 т/ч); воздушные сепараторы Клён-СВ на сортировке (6 / 10 / 12 т/ч)
ВторичнаяПолучить посевной материалВлажность до 18 %, примесей до 8 %, сорной до 3 %Потери культуры до 1 %; во II сорт до 3 %; дробление до 1 %Барабанный сепаратор Клён-БСЗ на калибровке (8-15 т/ч); воздушные сепараторы Клён-СВ по семенам (2 / 3 / 5 т/ч); спиральный сепаратор Клён-СС; пневмосортировочный стол Клён-ПС-10

Признаки разделения и машина под каждый из них

Машина работает по различию физических свойств зерна и примеси. Если по выбранному признаку культура и сорняк совпадают, нужна следующая машина с иным принципом действия - именно поэтому семенная линия собирается из нескольких аппаратов.

ПризнакЧто выделяетМашина
ПарусностьПолова, пыль, лёгкие сорняки, щуплое зерноВоздушный сепаратор Клён-СВ; аспирационная камера в составе Клён-БСЗ
РазмерКрупные и мелкие примеси, фураж, калибрыБарабанный сепаратор Клён-БСЗ со сменными решётами
Форма и трениеНесферические семена сорняков у мелкосемянных культурСпиральный сепаратор Клён-СС, работает самотёком, без привода
ПлотностьОвсюг, пустое, щуплое, проросшее и повреждённое зерноПневмосортировочный стол Клён-ПС-10
ДлинаКуколь, овсюг, овёс в пшеницеТриерный цилиндр - отдельная машина линии, в линейке КЛЁН не производится
ЦветИзменённые по окраске зёрнаФотосепаратор - сторонняя машина для доводки после механической очистки, КЛЁН его не производит

Триер разделяет смесь по длине ячеистой поверхностью: верхний цилиндр-куколеотборник забирает короткие примеси (название - от сорняка куколь), нижний овсюгоотборник - длинные, он и очищает пшеницу и рожь от овса и овсюга. Ячейку подбирают по материалу: для куколеотборника берут 0,8-0,9 средней длины зерна на тяжёлом легкотекучем материале и 0,95-1,0 - на лёгком труднотекучем вроде семян трав; для овсюжного цилиндра - 1,1-1,2 максимальной длины зерна. Цветовую доводку делают фотосепаратором, но заменить механическую очистку он не может: типовая производительность таких машин лежит в единицах тонн в час и поток предварительной очистки не закрывает.

Трудноотделимые примеси

Часть сорняков не берётся ни решетом, ни воздухом, ни триером. Семяочистительная горка разделяет материал по различию коэффициентов трения и формы - ею очищают лён, вику, горох, клевер и люцерну от семян сорняков с шероховатой поверхностью, например смолёвки. Семена повилики надёжно отделяются только магнитной сортировкой на магнитно-щёточных машинах. Если хозяйство планирует работать с травами и мелкосемянными, такие признаки закладывают в состав линии заранее: добавить их к уже собранной линии сложнее, чем предусмотреть на этапе подбора.

Мелкосемянные культуры

У проса, вики, горчицы, рапса и редьки масличной размер и парусность культуры и сорняка часто совпадают, и решето с воздухом бессильны. Спиральный сепаратор Клён-СС разделяет сразу по трём признакам - массе, форме и коэффициенту трения: сырьё распределяется по спиральным дорожкам, переходит в винтовое движение под действием силы тяжести, округлые доброкачественные зёрна центробежной силой уходят за пределы дорожки, а отклонения от сферичности остаются на ней. Производительность - 350 кг/ч у Клён-СС-1, 700 кг/ч у Клён-СС-2 и 1400 кг/ч у Клён-СС-4. Привод машине не нужен, что упрощает встраивание в линию.

Подсолнечник и другие масличные

Масличные требуют отдельной настройки на тех же машинах. Воздушный поток ослабляют, потому что массовая доля семянки меньше, чем у зерновых, и при штатном режиме подсолнечник выносится в отход. Нижнее сито с отверстиями 1,5-2,5 мм пропускает мелкие примеси - песок, битую мелочь, мелкие семена сорняков. Скорость подачи семян тоже снижают: при перегрузке решёта замасливаются и перестают разделять материал.

Почему семенную очистку не собрать из одной машины

Одна машина закрывает один-два признака, поэтому для семенного допуска их набирают последовательно. Типовая линия очистки семян строится так: приёмный бункер - подъём норией - воздушная очистка вороха - разделение по размеру на решётах - доводка по форме или плотности - протравливание - затаривание.

Пневмосортировочный стол Клён-ПС-10 стоит в конце цепочки не случайно. Он разделяет материал по плотности (удельному весу) и снимает то, что не берут ни решето, ни воздух: овсюг, пустое и щуплое зерно, проросшие зёрна, семена других культур. Но работает он по зерну влажностью до 15 % с производительностью 10 т/ч при площади деки 4 м², частоте колебаний 300-650 мин⁻¹ и регулируемых продольном и поперечном углах наклона деки 3-12°. Подавать на него неочищенный ворох бессмысленно: стол забьётся крупной примесью и потеряет разделяющую способность.

Транспорт между машинами - часть технологии

Между этапами зерно поднимают, и на каждой перевалке копится травмирование. У быстроходных норий лента идёт со скоростью 2,5-4 м/с, а центробежная разгрузка ковшей начинается примерно с 3,5 м/с - продукт из ковша выбрасывается. У тихоходных скорость ковшей не превышает 1 м/с, зерно не бросается, а мягко ссыпается. Для семенных партий в линию ставят тихоходные нории КЛЁН; чем именно различаются два типа и как выбрать между ними, разобрано в материале тихоходная нория против быстроходной.

Пыль и аспирация: куда уходит отход

Всё, что снято с зерна, нужно куда-то деть, и это часть проекта, а не мелочь. Зерновая пыль взрывоопасна, поэтому обращение с ней регламентировано, а отходы аспирации выводят в циклон, а не в помещение. Циклон - наиболее эффективное устройство пылеочистки: при концентрации зерновой пыли на входе 1-3 г/м³ на выходе остаётся 50-80 мг/м³ неуловленной пыли. В барабанном сепараторе Клён-БСЗ лёгкие примеси и пыль снимает аспирационная камера с осаждением в циклон, воздушные сепараторы Клён-СВ также работают в комплекте с циклоном.

Требования промышленной безопасности к таким объектам задают федеральные нормы и правила «Правила безопасности взрывопожароопасных производственных объектов хранения и переработки растительного сырья», утверждённые приказом Ростехнадзора от 03.09.2020 № 331; они действуют с 1 января 2021 года по 1 января 2027 года. Проектируя ток или семенной комплекс, аспирацию закладывают вместе с машинами, а не по остаточному принципу.

Что происходит с паспортной производительностью

Паспортные цифры заявляются для условного материала - пшеницы нормальной влажности и чистоты. По вороху повышенной влажности и засорённости производительность машин предварительной очистки падает минимум в 1,5-2,0 раза; методика пересчёта разобрана в материале о том, как считать производительность зерноочистительной машины. Наглядный пример - Клён-БСЗ-4-2: 100 т/ч на предварительной очистке, 50 т/ч на первичной и 15 т/ч на калибровке. Одна и та же конструкция при разных решётах и разной подаче - поэтому на запрос «нужен сепаратор на 50 т/ч» первым делом уточняют этап и культуру.

Что делают с зерном после очистки

Очистка не самоцель: её результат должен дожить до отгрузки или до посева. Для длительного хранения влажность семян держат на 1-2 % ниже критической. Высота насыпи при естественной вентиляции - до 1,5 м для масличных и до 2 м для остальных культур; при активной вентиляции зерновые и зернобобовые засыпают в закрома слоем до 3 м, в силосы и бункеры - до 5 м. Всхожесть хранящихся семян контролируют не реже одного раза в четыре месяца, а перед посевом - не позднее чем за 15-20 дней. Потери возникают на каждом переделе - при транспортировке, очистке, сушке, перегрузке и хранении, и типовые причины известны: просыпи, неверная регулировка машин, перегрев при сушке, смешивание партий и задержка обработки влажного вороха.

Частые вопросы

Чем отличается первичная очистка от вторичной?

Задачей и допусками. Первичная разделяет материал по размеру и доводит остаток примесей до 3 %, выдавая четыре фракции. Вторичная работает по материалу влажностью до 18 % и засорённостью до 8 % и нормируется по потерям: до 1 % основной культуры, до 3 % полноценных семян во второй сорт, дробление до 1 %. Первичная даёт товарное зерно, вторичная - посевной материал.

Можно ли пропустить предварительную очистку, если ворох сухой?

Если влажность и засорённость укладываются в требования следующего этапа, отдельная предварительная очистка теряет смысл. Но при уборке с высокой влажностью или большом количестве соломистых примесей пропуск этапа означает риск самосогревания: неочищенную массу не держат дольше 1-2 часов.

Что делать, если потери зерна выше нормы?

Нормы по каждому этапу сведены в таблице выше. Если фактические потери их превышают, причина обычно в трёх вещах: слишком сильный воздушный поток, неверно подобранные решёта или перегрузка машины по подаче. Проверять начинают с подачи - паспортную производительность на засорённом и влажном материале выдержать нельзя, и попытка это сделать выносит полноценное зерно в отход.

Нужен ли триер, если в линии уже есть решётный сепаратор?

Нужен, когда в партии есть примеси, совпадающие с зерном по толщине и ширине, но отличающиеся длиной: овсюг и овёс в пшенице, куколь. Решето их не отделит - оно работает по поперечнику зерновки. Триерный цилиндр в линейке КЛЁН не производится и ставится в линию отдельной машиной.

Какая влажность нужна для пневмосортировочного стола?

Пневмосортировочный стол Клён-ПС-10 рассчитан на зерно влажностью до 15 % при производительности 10 т/ч. Более влажный материал теряет сыпучесть, и разделение по плотности на деке перестаёт работать.

Чтобы подобрать состав линии под культуру и объём намолота, посмотрите сепараторы КЛЁН и пришлите данные по вороху: культуру, влажность, засорённость и нужную производительность. Подбор оборудования и цена в рублях - по запросу.