Техническое обеспечение послеуборочной обработки зерна

1.

Блок дисциплин «Введение в профессиональную деятельность»
Дисциплина «Техническое обеспечение АПК»
Курс «Техническое обеспечение растениеводства» (1 семестр)
Кейс 6
Техническое обеспечение
послеуборочной обработки зерна
Разработчик: к.т.н., доцент кафедры агроинженерии КузГСХА Быков Сергей Николаевич

2.

Кейс 6. Техническое обеспечение послеуборочной
обработки зерна
Теоретический материал
План работы
1. Схема послеуборочной обработки зерна
2. Способы очистки и сортировки зерна
3. Примеры современных машин для очистки и сортировки зерна

3.

Кейс 6. Теоретический материал
1. Схема послеуборочной обработки зерна
Собранное комбайнами зерно перевозится на место его послеуборочной обработки.
В данном кейсе необходимо выбрать оборудование для очистки и сортировки зерна.

4.

Кейс 6. Теоретический материал
2. Способы очистки и сортировки зерна
Очистка и сортирование зерновых смесей, чаще всего, основаны на их разделении по
геометрическим параметрам, аэродинамическим свойствам и цвету.
1. Разделение по геометрическим параметрам. Зерно разделяют по размерам (толщине, ширине и
длине). Толщиной считается наименьший, длиной - наибольший и шириной - средний размеры
частицы.
1.1. По ширине зерна разделяют на решетах с круглыми отверстиями (а) и на роликовых
поверхностях (в). На решетах частицы, меньшие по ширине, чем размер 5 отверстий, проходят
сквозь них, а крупные сходят с решет. В роликовых поверхностях используют фигурные или гладкие
вращающиеся ролики 2, а иногда в сочетании. Частицы перемещаются роликами и, западая в
ячейки, просеиваются, разделяясь на фракции. При этом выделяются также и сорные примеси.
1.2. По толщине частицы разделяют на решетах с продолговатыми отверстиями (б). Частица должна
повернуться на ребро и расположиться вдоль отверстия. Это обеспечивается горизонтальными
колебаниями решет.
1.3. По длине частицы разделяют на ячеистых триерах (д) и решетах с круглыми отверстиями (а).
Триер представляет собой барабан 4, на внутренней поверхности которого нанесены ячейки, лоток 5
и шнек 3. Барабан вращается, смесь, засыпанная внутрь барабана, попадает в ячейки и увлекается
ими. Длинные частицы не захватываются ячейками, короткие - западают в ячейки, поднимаются и
сбрасываются в лоток, а затем выводятся шнеком из барабана.

5.

Кейс 6. Теоретический материал
2. Способы очистки и сортировки зерна
Схемы устройств, разделяющих
зерно по размерам:
а - решета с круглыми отверстиями,
разделяющие по ширине
б - решета с продолговатыми
отверстиями, сортирующие по
толщине
в - роликовые решета
г - транспортерные решета с
сетчатой поверхностью
д - ячеистые триеры, сортирующие
по длине
1 - сетчатый транспортер
2 - ролики
3 - шнек
4 - ячеистый барабан
5 - лоток коротких компонентов

6.

Кейс 6. Теоретический материал
2. Способы очистки и сортировки зерна
2. Разделение по аэродинамическим свойствам. Частицы делятся из-за наличия у них разной
парусности. Разделение выполняется как в нагнетательном, так и во всасывающем воздушном
потоке. Существуют смешанные системы.
2.1. При нагнетательном воздушном потоке (а) частица занимает различные положения в
зависимости от ее аэродинамических свойств (парусности) и массы. Более тяжелые частицы и с
малым сопротивлением воздушному потоку поступают в лоток 3 и легкие - в лоток 4.
2.2. При всасывающем воздушном потоке (б) материал движется по наклонной сетке 5. Воздух,
засасываемый вентилятором 1, пронизывает материал, увлекает вверх легкие зерна, часть из
которых оседают в расширяющейся камере 6. Здесь напор воздушного потока снижается, а более
легкие частицы выносятся за пределы машины вместе с воздухом. Всасывающий воздушный поток
воздействует на частицы более продолжительно, чем нагнетательный, поэтому разделение массы
происходит эффективнее.
2.3. При смешанном потоке (в) первый вентилятор нагнетает поток в канал 6, по которому зерно
поступает на решета, второй вентилятор всасывает воздух с легкими примесями из схода зерна с
решет очистки. Примеси из воздушных потоков осаждаются в камерах 5 и 9.

7.

Кейс 6. Теоретический материал
2. Способы очистки и сортировки зерна
Схемы устройств для разделения зерна по аэродинамическим свойствам:
а, б, в - системы с нагнетательным, всасывающим и смешанным потоками;
1, 7, 8- вентиляторы; 2- сетки; 3- бункер; 4, 6, 10- сепарирующие каналы; 5, 9- осадочные камеры;
11- решета

8.

Кейс 6. Теоретический материал
2. Способы очистки и сортировки зерна
3. Разделение по цвету.
Такое разделение основано на использовании
фотоэлементов.
Частицы поступают в специальный
оптический круг 2, где отраженным светом действуют на
фотоэлементы 1, возбуждая в них электрический ток. В
зависимости от цвета частиц в фотоэлементах сила тока
различна. Фотоэлементы посылают импульс заряда на
электрод 4.
Последний
заряжает
частицы
темного
цвета
положительным зарядом, которые затем проходят между
дефлекторами 5 и 8, отклоняются от положительного
дефлектора 5 и поступают в приемник 7. Светлые
частицы направляются в приемник 6.
Фотоэлектрическим способом разделяют по цвету семена
фасоли, сои и других зернобобовых культур.
Схема фотоэлектрического аппарата,
разделяющего частицы по цвету:
1 - фотоэлементы; 2 - оптический круг;
3 - транспортер; 4 - заряжающий электрод;
5 и 8 - дефлекторы; б и 7 - приемники.

9.

Кейс 6. Теоретический материал
3. Примеры современных машин
для очистки и сортировки зерна
Воздушно-решётный сепаратор ВРС-30
производства компании «Воронежская агротехника»
Сепаратор предназначен для товарной очистки колосовых,
крупяных, зернобобовых, технических и масличных культур
на вибрационных решетах.
Особенности конструкции:
Облегченная рама из профильной трубы с увеличенной жесткостью.
Самотечная приемная камера с упрощенной регулировкой потока зерна.
Регулируемый рассекатель зернового потока перед приемной камерой.
Увеличенная производительность вентилятора системы аспирации (8000
куб.м/час) с бесступенчатой регулировкой потока.
Производительность предварительной очистки - 30 т/час
Амплитуда колебаний станов - 7,5±1 мм
Частота колебаний - 460±5кол/мин
Количество решет, установленных в машине – 8 шт
Размер решетного полотна д/ш - 790/990мм
Суммарная площадь решёт - 6,26 кв.м

10.

Кейс 6. Теоретический материал
3. Примеры современных машин
для очистки и сортировки зерна
Зерноочистительная машина АЛМАЗ МС-40/20
производства ООО «Алмазсельмаш» (г. Миллерово, Ростовская область)
Машина предназначена для товарной очистки и подготовки
семенного материала зерновых культур аэродинамическим
способом.
Машина за один цикл делает предварительную, первичную и
вторичную очистку вороха и одновременно с этим проводит
сепарацию зерна по удельному весу, отбирая наиболее
биологически ценное зерно, обладающее максимальной
энергией всхожести и прорастания.
За счет безрешетной аэродмической технологии зерно
проходит очистку и сепарацию в воздушном потоке без
травмирования зерна решетами.
Производительность при подготовке товарного зерна - 40 т/час
Производительность при подготовке посевного материала - 20 т/час

11.

Кейс 6. Теоретический материал
3. Примеры современных машин
для очистки и сортировки зерна
Фотосепаратор САПСАН S640D
производства ООО «Смарт Грэйд» (Воронеж)
Лотковый фотосепаратор предназначен для товарной очистки колосовых, крупяных,
зернобобовых, технических и масличных культур фотоэлектрическим способом.
Производительность (т/ч)
30,0
Мощность (кВт)
8,0
Количество камер (шт.)
40
Количество лотков (шт.)
10
Количество клапанов (шт.)
640
Расход воздуха (л/мин)
6000-10000
Габаритные размеры ДхШхВ (мм)
Вес (кг)
1520х4260х1900
2900

12.

Кейс 6. Техническое обеспечение
послеуборочной обработки зерна
Практическая часть
План работы (по подгруппам)
1. Описание проблемной ситуации
2. Выбор зерноуборочного зерноочистительной машины
3. Экономические расчеты для зерноочистительной машины
4. Создание презентации по кейсу 6
5. Доклад представителя подгруппы о результатах работы по кейсу 6
6. Обсуждение результатов работы по кейсу 6

13.

Кейс 6. Практическая часть
1. Описание проблемной ситуации
Одному из сельскохозяйственных предприятий Кузбасса необходимо выполнить
предварительную очистку зерна яровой пшеницы, собранной с площади,
рассчитанной в кейсе 1.
Необходимо:
Шаг 1. Выбрать оптимальную марку машины для предварительной очистки зерна
Шаг 2. Рассчитать требуемое количество машин с учетом массы зерна и
агротехнических сроков (10 дней)
Шаг 3. Выполнить экономические расчеты для выбранного технического обеспечения

14.

Кейс 6. Практическая часть
Шаг 1. Выбор оптимальной марки машины
для предварительной очистки зерна
Главными критериями выбора машины для предварительной очистки
зерна являются:
1. Основные технические характеристики (производительность и др.)
2. Цена приобретения
3. Эксплуатационные расходы (ремонт, техобслуживание и т.п.)

15.

Кейс 6. Практическая часть
Шаг 1. Выбор оптимальной марки машины
для предварительной очистки зерна
Выбираем современную марку машины российского производства.
Для выбора оптимальной марки машины студентам необходимо посетить сайты
основных российских производителей машин для очистки и сортировки зерна:
1. «Воронежская агротехника» (г. Воронеж) https://vagrotec.ru/
2. ООО «Алмазсельмаш» (г. Миллерово, Ростовская область) https://almazselmash.ru/
3. ООО «Смарт Грэйд» (г. Воронеж) https://fsapsan.ru/

16.

Кейс 6. Практическая часть
Шаг 1. Выбор оптимальной марки машины
для предварительной очистки зерна
На основе информации сайтов необходимо заполнить сравнительную таблицу
технико-экономических характеристик (ТЭХ).
Пример заполненной сравнительной таблицы ТЭХ
№
1
Марка
машины
Производитель
2
3
Производительность очистки, т/час
Способ очистки зерна
4
5
Мощность, кВт
Габариты (высота-ширина-длина), см
Масса машины, кг
6
Цена машины
(условная), тыс.руб.
ВРС-30
АЛМАЗ МС-40/20
САПСАН S640D
Воронежская
агротехника
30
На вибрационных
решетах
4
295-180-236
890
Алмазсельмаш
Смарт Грэйд
40
аэродинамически
й
11
200-180-245
800
30
фотоэлектрическ
ий
8
190-152-426
2900
400
680
3 000
Вывод: выбираем машину АЛМАЗ МС-40/20
производства ООО «Алмазсельмаш»

17.

Кейс 6. Практическая часть
Шаг 2. Расчет требуемого количества машин с учетом
массы зерна и агротехнических сроков (10 дней)
Требуемое количество зерноочистительных машин определяем по формуле
Кмаш = Мзерн / (Пмаш ∙ Тсм ∙ Ксм), ед.
где Мзерн – масса обрабатываемого зерна, (по условиям Мзерн = 3 тыс.т.)
Пмаш – производительность выбранной очистительной машины, т/час
Тсм – длительность рабочей смены, час (принимаем Тсм = 10 час)
Ксм – количество смен, ед (принимаем Ксм = 10 ед)
Например, для заданных условий кейса расчет следующий:
Кмаш = 3000 т / (40 т/час ∙ 10 час ∙ 10 ед) = 0,75 ед.
Вывод: принимаем количество машин Кмаш = 1 ед.

18.

Кейс 6. Практическая часть
Шаг 3. Экономические расчеты для
зерноочистительной машины
Общие затраты на очистку зерна:
Зочис = Змаш + Зэн + Зопл , руб/т
где
затраты на сельскохозяйственную машину (очистительную машину)
Змаш = Цмаш / (Тмаш ∙ Пмаш) , руб/т
затраты на электроэнергию
Зэн = (Мдв ∙ Цэн) / Пмаш , руб/т
затраты на оплату труда персонала (оператора очистительной машины)
Зопл = Pчас / Пмаш , руб/т

19.

Кейс 6. Практическая часть
Шаг 3. Экономические расчеты для
зерноочистительной машины
Исходные данные для укрупненного расчета затрат на очистку зерна
Цмаш – цена очистительной машины, руб
Тмаш – нормативный срок службы очистительной машины, час
Пмаш – производительность очистительной машины, т/час.
Мдв – мощность электродвигателей машины, кВт
Цэн – цена электроэнергии, руб / кВт ∙ час
Рчас – суммарные расходы на оплату труда персонала, руб/час

20.

Кейс 6. Практическая часть
Шаг 3. Экономические расчеты для
зерноочистительной машины
Для заданных условий расчет затрат на очистку зерна:
затраты на очистительную машину (амортизация, техобслуживание и ремонт)
Змаш = Цмаш / (Тмаш ∙ Пмаш) , руб/т
Змаш = 680 000 руб / (5000 час ∙ 30 т/час) = 5 руб/т
затраты на электроэнергию
Зэн = (Мдв ∙ Цэн ) / Пмаш , руб/т
Зэн = (11 кВт ∙ 5 руб/кВт ∙ час) / 30 т/час = 2 руб/т
затраты на оплату труда персонала (оператора очистительной машины)
Зопл = Pчас / Пмаш , руб/т
Зопл = 300 руб/час / 30 т/час = 10 руб/т
Общие затраты на очистку зерна:
Зочис = Змаш+ Зэн + Зопл, руб/т
Зочис = 5 + 2 + 10 = 17 руб/т

21.

Кейс 6.
Техническое обеспечение
послеуборочной обработки зерна
По результатам выполнения данного кейса подгруппе студентов необходимо
создать презентацию и представитель подгруппы должен сделать доклад.
После доклада проводится обсуждение результатов работы и даются
предложения по возможной доработке.
Кейс завершен