Прием и хранение масличного сырья

3.7. Особенности хранения семян отдельных масличных культур

Семена любой масличной культуры принимают и размещают на складах различного типа и конструкций. Они различаются по способам хранения и степени погрузочно-разгрузочных операций: силосные хранилища и элеваторы, механизированные склады шатрового типа с наклонными или горизонтальными полами, бунтовые площадки, этажные хранилища. При этом к хранилищам для приема и размещения семян предъявляются общие требования:

- стены помещения должны быть сухие, оштукатуренные и побеленные (в каменных и кирпичных складах);

- изолированы от грунтовых вод;

- двери и окна должны плотно закрываться;

- полы гладкие, без выбоин и трещин;

- хранилища должны быть выметены, освобождены от амбарных вредителей, хорошо проветрены, высушены, чистые, со свободной циркуляцией воздуха.

В зависимости от размера семян масличной культуры и свойств ее оболочки правила размещения семенной массы различаются. Крупносеменное сырье (подсолнечник) хранят насыпью в высоком слое. Сырье с хрупкой семенной оболочкой (арахис) и мелкие семена (мак) хранят в мешках или другой таре. Такие мелкосеменные культуры как лен, рапс, кунжут, можно хранить в складах насыпью в специально оборудованных секциях с плотными полами и стенами. Высота насыпи зависит от типа семян, их влажности, сорности, технического состояния, целевого назначения семян.

Семена с повышенной масличностью имеют повышенную интенсивность жизненных процессов, более тонкую оболочку, больше повреждаются микроорганизмами, труднее сохраняются. Такие семена приходится хранить при влажности на 6...7 % ниже критической, в то время как для успешного хранения среднемасличных семян достаточно иметь их влажность на 1...2 % ниже критической.

4. Очистка масличных семян от примесей

Семена масличных культур, поступающие для переработки на предприятия маслодобывающей промышленности, представляют собой смесь, состоящую из семян основной культуры и различных примесей.

Все примеси в маслосеменах делятся на сорные и масличные.

Сорные (минеральные и органические) подразделяют в зависимости от размеров семян основной культуры:

- для крупных семян (подсолнечник, соя) – проход через сито с отверстиями диаметром 3 мм;

- мелких (лен, горчица, рапс) – проход через сито с отверстиями диаметром 1 мм.

Минеральные примеси включают в себя комочки земли, гальку, песок и прочее.

Органические примеси представляют собой остатки стеблей, листьев, оболочки семян и т.п.

К масличным примесям относят семена основной культуры, обрушенные полностью или частично, изъеденные вредителями, битые, давленные, испорченные самосогреванием или сушкой, заплесневевшие, поджаренные с измененным цветом ядра, недозрелые, недоразвитые, щуплые, проросшие, поврежденные морозом и т.п., а также семена всех других растений.

Чистота семян (в %) определяется по формуле:

Х = (100 – А + Б/2),

где А – содержание сорной примеси, %; Б – содержание масличной примеси, %.

Высокая сорность масличного сырья увеличивает затраты на транспортировку и хранение, становится источником высокой запыленности и заражения микроорганизмами, а также самовозгорания семян. Поступившие в производство засоренные партии семян ухудшают качество продукции, снижают ее выход, ведут к поломке и износу оборудования, уменьшают его производительность, создают антисанитарные условия труда.

Очистка семян от примесей основана на различии семян основной культуры и примесей по их физическим свойствам (размер, плотность, форма, аэродинамические, магнитные характеристики).

Основные методы очистки:

- очистка, основанная на различии семян и примесей по величине и форме. Такая очистка производится путем просеивания засоренных семян через сита с различной величиной и формой отверстий;

- очистка, основанная на различии аэродинамических свойств. Для такой очистки используются машины, работа которых основана на принципе сепарации семенной массы в воздушном потоке;

- механическая очистка с использованием метода удара и трения;

- очистка путем мокрой обработки (мойка) не имеет широкого применения;

- очистка от металлических примесей, использующая различие ферромагнитных свойств примесей и семян.

Часто указанные способы комбинируются, что позволяет улучшать операцию очистки семян.

4.1. Очистка семян от примесей, отличающихся от них по размерам

Отделение примесей, отличающихся от основной массы семян размерами, производится при помощи просеивающих машин, основным рабочим органом которых является система сит. При просеивании на каждом сите образуются две фракции. Одна фракция с размером, большим размера отверстий сита, и остающаяся на сите (сход). Другая фракция с размером, меньшим размера отверстий сита, и проваливающаяся через него (проход) (рис.2).

Рис. 3. Схема разделения продукта на сите

При данном способе очистки важно правильно выбрать систему сит. Для этого необходимо знать размеры семян основной культуры и сорных примесей, поступающих на очистку.

Для выбора сит проводится массовое измерение длины, ширины и толщины семян и строятся вариационные кривые. Для семенных масс, состоящих из трех фракций, они могут иметь два основных вида (рис. 3 А и 3 Б).

На рис. 3А кривые не перекрывают друг друга (наибольший размер мелкой примеси d меньше наименьшего размера основного продукта, а наибольший размер основного продукта меньше наименьшего размера крупных примесей). В данном случае с помощью сит диметром d или d1 происходит легкое разделение семенной массы. При отверстиях диаметром d1 сходом пойдет крупная примесь, а проходом – семена и мелкая примесь. При направлении прохода на второе сито с отверстиями диаметром d сходом пойдет основной продукт, а проходом – мелкая примесь.

На рис. 3Б представлены вариационные кривые, которые наиболее часто встречаются для большинства семенных масс, когда полное разделение смеси невозможно. При диаметре d1 в сход пойдет весь основной продукт и часть мелких примесей, при диаметре d1 ' с мелким сором уйдет в проход часть мелких семян основной культуры.

Рис. 3 Вариационные кривые

                                          А                                                                                    Б             

Примеси, имеющие близкий размер к семенам основной культуры, не могут быть разделены и составляют остаточную засоренность, с которой семена поступают на хранение или переработку.

Для отделения примесей, отличающихся от семян по размерам, применяют сита, которые подразделяются:

- на пробивные (штампованные),

- плетеные (тканные).

Отверстия пробивных сит бывают круглыми и продолговатыми. Преимущество штампованных сит заключается в их большой механической прочности, износоустойчивости и постоянстве размеров отверстий. Наряду с этим они имеют существенные недостатки: живое сечение их невелико и составляет от 15 до 50 %, отверстия часто засоряются.

Отверстия плетеных сит имеют квадратную форму. Живое сечение проволочных сит изменяется от 48 до 85 % и зависит от числа нитей и диаметра проволоки. Они более производительны, меньше засоряются. К недостаткам этих сит относят их меньшую механическую прочность, меньшее постоянство размеров отверстий, возможность прохождения через отверстия частиц большего размера, что объясняется подвижностью проволоки или растяжимостью нитей.

При просеивании семенная масса должна передвигаться по плоской поверхности сита. Для этого сито имеет наклон с углом 10…150 и приводится в движение, которое может быть четырех видов:

- возвратно-поступательное по направлению движения массы;

- возвратно-поступательное поперек движения массы;

- круговое в плоскости сита;

- круговое высокочастотное малоамплитудное в вертикальной плоскости (вибрация).

4.2. Очистка семян, основанная на различии в аэродинамических свойствах

Примеси, равные или незначительно отличающиеся по размерам и по форме от основного продукта – семян, не могут быть отделены при помощи сит. Ввиду этого при очистке масличных семян широко используется принцип пневматической сепарации, основанный на различии аэродинамических свойств семян и примесей, то есть на различной их сопротивляемости воздушному потоку.

Поведение частицы в воздушном потоке определяется ее массой, формой, размером, состоянием поверхности, положением относительно потока, скоростью движения и состоянием воздуха.

Сила воздействия воздушного потока на отдельную частицу определяется уравнением:

P = K F V2 y / g,

где Р – сила сопротивления воздуха движению частицы, Н; F – площадь проекции частицы на плоскость, перпендикулярную направлению движения воздушного потока, м2; V – относительная скорость частицы по отношению к воздуху, м/с; y – плотность воздуха, Н/м2; g – ускорение свободного падения, м/с2; К – коэффициент, определяется формой частицы, состоянием ее поверхности и положением в воздушном потоке.

Если частицу весом Q поместить в канал, в котором вентилятором снизу создается вертикальный воздушный поток, то она будет находиться под действием двух сил: давления воздушного потока Р и веса частицы Q.

Если Q > Р, то частица будет падать, при Q < Р – перемещаться вверх, при Q = Р – относительная скорость частицы равна скорости воздушного потока, но с обратным знаком, ее абсолютная скорость U = 0, и частица будет находиться во взвешенном состоянии.

Скорость воздуха, при которой наступает взвешенное состояние, называют критической или скоростью витания (Vкр). Она определяется из следующей формулы при состоянии Р = Q:

Vкр. = (Q g / K F y)1/2.

Ускорение, сообщаемое частице силой Р, определяется как

W = P / m = K y F V2 / m g ,

где m – масса частицы, m = P g.

Тогда ускорение можно определить по формуле:

W = K y F V2 /Q.

Коэффициент K y F / Q при V2 называют коэффициентом парусности и обозначают Кп = K y F / Q.

Уравнение значения критической скорости примет вид:

Vкр = ( g / Kп)1/2.

Таким образом, критическая скорость обратно пропорциональна корню квадратному из коэффициента парусности.

Разделение смеси на основной продукт и примеси произойдет в том случае, когда скорость воздуха в потоке будет больше скорости витания примесей, но меньше скорости витания семян.

Однако реальная смесь не вполне подчиняется этим закономерностям, так как они выведены для шарообразной частицы. Поэтому четкого разделения на практике не будет наблюдаться. Тем не менее, пневматическая сепарация широко используется, поскольку дает возможность хорошо отделить легкие органические примеси, мелкую минеральную пыль, семена многих сорных растений.

Машины для пневматического сепарирования бывают с переменным количеством воздуха и с постоянным. В первом случае схема имеет открытый воздушный цикл, в котором воздух из помещения просасывается через рабочую камеру и пересекает поток падающей семенной массы. При этом легкие примеси и пыль уносятся в осадочную камеру, где выпадает основное количество примесей, а воздух с остатками пыли вентилятором выбрасывается на пылеуловительные устройства. Во втором случае схема имеет замкнутый воздушный цикл, что позволяет отказаться от пылеуловителей.

4.3. Механическая очистка

Этот метод используется для разрушения минеральных примесей, близких по размеру и массе к семенам основной культуры, и для очистки от минеральных примесей, приставших к самим семенам. Такие загрязнения другими методами не удаляются.

Удаление примесей такого рода производится в машинах, обрабатывающих поверхность семян механическим воздействием – ударом и трением с одновременной аспирацией выделяющихся пыльных частиц. Это так называемый метод «сухой мойки» семян. При этом сила механического воздействия должна быть достаточна для разрушения примесей и недостаточна для повреждения семян.

Для механической очистки используют обоечные, щеточные и сухомоечные машины. В перечисленном ряду сила механического воздействия на семена убывает.

4.4. Очистка семян от металлических примесей

Металлические примеси в большей степени попадают в семена еще до поступления их на заводы. Изучение основных источников образования металлопримесей показало, что около 70 % их попадает в семена при обмолоте и транспортировке насыпью. По составу они представляют в основном железоуглеродистые сплавы (сталь, чугун). Для отделения таких примесей используют различные по конструкции магнитные сепараторы, в которых семена пропускаются потоком в непосредственной близости от полюсов магнита (рис. 4).