Uspeh Prvog tematskog okruglog stola sekcije „Prečišćavanje gasova na izlazu iz sušare“, održanog u Pančevu,maja ove godine, nas je ohrabrio da istrajemo na ovakvom obliku rada. Kao što je Planom i programom sekcije za procesnu tehniku i energetiku Vojvođanskog društva za poljoprivrednu tehniku predviđeno, sada je na redu Drugi tematski okrugli sto sekcije -TOSS-2.

Ovoga puta nam je domaćin uzorni Agrokombinat „Subotica“, poznat po smelosti da se razvija neuhodanim putevima.Veliki je broj tehničkih i tehnoloških inovacija i unapređenja isproban na ovom kombinatu, koji su kasnije našli primenu na drugim mestima. Domaćin ovakvog tipa imponuje ovoj, našoj, relativno mladoj branši. Očekujemo da će se atmosfera novatorstva i progresa preneti i na rad našeg skupa.

Tema koju ovde treba da razmotrimo je veoma aktuelna. Buran razvoj izgradnje centara za sušenje i skladištenje zrnastih poljoprivrednih proizvoda nije bio u dovoljnoj meri praćen razvojem i aplikacijom mašina za prečišćavanje vlažnog i suvog zrna. Uticaj predčišćenja vlažnog zrna na proces sušenja je u nekim slučajevima bio toliko zanemaren da je to izazivalo ozbiljne smetnje, pa i požare, u procesu sušenja. Cesto su zato bile okrivljavane samo sušare. Treba shvatiti da je tretman zrna od momenta ubiranja pa do plasmana jedinstven tehnološki sistem sa značajnim među uticajem pojedinih njegovih segmenata. Da bi taj proces bio stabilan i ekonomičan važan je uslov razvoj i izbor adekvatnih tehnika prečišćavanja i njihovo ispravno eksploatisanje. Na kraju, izlazni kvalitet iz ovog procesa mora biti usaglašen sa zahtevima JUS-a.

Očekujemo da će rasprava na ovom okruglom stolu biti konstruktivna i da će doprineti razvoju, boljem razumevanju procesa, kvalitetnijem izboru opreme i pravilnom eksploatisanju postojeće.

Dipl. inž. Mirko Babić

Sadržaj

1. UVODNIK

2. Miroslav Alimpić, dipl.ing,Uslovi za čišćenje mase zrna i trend razvoja opreme za čišćenje

3. dr Miladin BrkićUticaj prečišćavanja sirovog zrna na proces sušenja

4. mr Slobodan DakovićČišćenje zrna suncokreta kao uslov pravilnog skladištenja

5. Anton Čop, dipl.ing.Tehnološko-tehničke karakteristike grubog predčistača zrna „Rade Končar“

6. Opšti uslovi kvaliteta zrnastih poljoprivrednih proizvoda

Uslovi za čišćenje mase zrna i trend razvoja opreme za čišćenje

Miroslav Alimpić

Poljoprivredni fakultet

Institut za poljoprivrednu tehniku − Novi sad

1. Uvodno razmatranje

Do sada, u našoj praksi, imali smo brojne i velike probleme, kao posledice nedovoljnog čišćenja mase zrna od raznih primesa. Ove negativne posledice nedovoljnog čišćenja bile su u velikom broju požara kod sušara izrazito kod susara kod kojih je unutar stuba sušare ugradjeno tzv. „saće“. Prema evidenciji, samo u toku jed ne godine, bilo je 26 požara na sušarama sa „saćem“, a time je naneta ogromna materijalna šteta. Pored štetnih posledica u vidu požara na sušarama, imali smo požara i brzog kvarenja mase zrna u skladištu, a što je takodje uslovilo velike materijalne štete. U znatno manjem obimu ispoljavali su se problemi kod dopunskog, finog čišćenja mase zrna od primesa, neposredno pre prerade (u mlinovima), jer ovde postoji veće iskustvo i mlinarska tradicija u Vojvodini. Kod mlinskog čišćenja ne zahtevaju se veliki kapaciteti opreme za čišćenje, te je i ovo od bitnog uticaja na relativno malu pojavu problema. Medjutim, kod čišćenja mase merkatilnog zrna, posebno kod odvajanja loma, ispoljavali su se problemi, jer kupci imaju stroge standarde o stepenu čistoće i lomu zrna, kada je u pitanju roba za izvoz. Neke organizacije (silosi) nisu mogle da ispune ove za’nteve, jer nisu imale odgovarajuću opremu. Ovo je uslovilo prodaju po nižoj ceni, a to je takodje imalo velike finansijske gubitke. Izraziti problemi su se ispoljavali kod čišćenja i selekcije (kalibriranja) i drugih postupaka kod obrade mase zrna za seme. Veoma visoki zahtevi se postavljaju kod obrade mase zrna za seme, jer se traži da pored potpunog čišćenja od primesa, masa zrna bude razvrstana u frakcije po dimenzijama (debljina, širina i dužina), zatim po specifičnoj masi, elektro-statičkom naboju, a kod nekih vrsta semena zahteva se razvrstavanje i po boji. Kod obrade nekih vrsta semena, zahteva se cepanje i brušenje semena, a zatim oblaganje semena slojem specifične smese za bezbedno očuvanje kvaliteta semena i za poboljšanje semenskih kvaliteta (piliranje). Zahtevi za čišćenje i obradu semena veoma su strogi, jer se traži visok kvalitet semena (95 − 100 % klijavost), višoka energija klijanja i visoka rodnost. Pored ovih zahteva, traži se da seme ispuni uslove za mogućnost precizne setve i dr

Jugoslavija ima povoljne uslove za proizvodnju semena, ali u većin.i sl.ucaj.eva, neodgovarajuća tehnološko-tehnička rešenja za čišćenje i obradu semena, koja su uglavnom bila iz uvoza, onemogućavala su obradu semena visokog kvaliteta. Pored ovih problema postoje i brojni drugi problemi, jer je teško obezbediti rezervne delove za različitu opremu iz uvoza (uvežena je oprema od svih proizvodjača u svetu). Nemoguće je obraditi seme koje će ispuniti stroge standarde inostranog tržišta sa postojećim tehnološko-tehničkim rešenjima. Sve ovo uslovljava gubitak konkurentske sposobnosti kod dorade semena, a time i veliku finansijsku štetu. Navedeni i nenavedeni brojni problemi uglavnom su subjektivne prirode, koje su uslovile naše projektantske i trgovačke organizacije, kao i neki pojedinci iz naučnih organizacija i kupci − korisnici opreme, jer su se isključivo orijentisali na uvoz opreme. Domača mašinogradnja nije imala kapitala za potrebe razvoja, te u postojećim uslovima nije bilo ni teorijske mogucnosti za proizvodnju opreme visokog kvaliteta koja bi mogla konkurisati uvoznoj. Na osnovu potreba za efikasnijim čišćenjem i obradom mase zrna, za razne namene, otišlo se iz jedne krajnosti u drugu. Ugradjivana je skupa oprema iz uvoza i tamo gde n’ije bilo potrebno, a time je bez potrebe povećavan naš dug. Kada su objektivno smanjene mogućnosti uvoza ove opreme, počelo je više preduzeća u našoj zemlji da proizvodi ovu opremu (ima ih sada 9 registrovanih), koja nisu bila dovoljno stručno pripremljena za proizvodnju, nije korišćena nauka i nisu izvršena komparativna ispitivanja ove opreme u pogledu tehnološke funkcionalnosti i pouzdanosti u radu. Interesantno je navesti da u SAD ima samo 4 proizvodjača ove opreme, a što se odražava na veoma visok kvalitet.

Od naših proizvodjača ove opreme, do sada, zvanično je ispitana samo jedna mašina za osnovno (grubo) čišćenje mase zrna (aspirater za vlažno zrno tipa 3-AG.80) proizvodnje fabrike „25. MAJ“ − Kikinda. Mašinski fakultet iz Beograda u saradnji sa Institutom za poljoprivrednu tehniku iz Novog Sada, prihvatio se zadatka da uradi savremena tehnološko-tehnička rešenja za usavršavanje postojeće i proizvodnju nove savremene opreme za ovu namenu. Zatim, zadatak je da se urade i standardi, koje mora da ispunjava proizvedena oprema. Izvršiće se detaljna komparativna ispitivanja i dati zvanična ocena o valjanosti proizvedene opreme. Na osnovu ovih sertifikata moći će se vršiti prodaja ispitane opreme. Ispitivanje će obuhvatiti i opremu iz uvoza.

Na osnovu iznetog, mogu se očekivati da u relativno kraćem vremenskom intervalu u naredne dve godine, biti rešeni ovi problemi na zadovoljavajući način.

2. Osnovni uslovi za čišćenje mase zrna

Sa masom zrna koja se doprema do skladišta^, direktno sa polja, posle ubiranja ili i iz drugih skladišta, uključujući i uvoz, doprema seiizvestan procenat nečistoća, koji varira u relativno velikom intervalu, od 0,5-10%. U masi zrna nalazi se pored biljnih ostataka (slama, pleva, delovi stabljike kukuruzovine i oklaska) i raznovrsno semenje, zemlja, pesak, kamenje, a ponekad sadrži i čudne primese, kao npr.: metalne delove, komade drveta, kanap, krpe i dr. U nekim uzorcima pšenice, analizom uzoraka, razvrstavanjem primesa, konstatuje se sledeći sađržaj: nečistoća, lomljena pšenica, oštećena druga zrna, raž, zob, ječam, kukolj, kukuruz, okrugle semenke, grahorica, ljuij, glavnica i druge vrste semena. Pored primesa u masl zrna mogu se naći insekti i mikro-organizmi, koji veoma mnogo utiču na kvalitet, a može usloviti potpuno propadanje mase zrna u skladištu ako se ne preduzmu odgovarajuće mere, kao što su: sušenje, efikasno čišćenje, rashladjivanje i hemijska zaštita. Ovaj deo nije predmet ovog rada, te se na analizi ovog problema nećemo zadržavati.

Pored navedenog, veoma je značajno da se prilikom punjenja i pražnjenja skladišnih komora, ugrade uredjaji protiv raslojavanja mase zrna i preostalih primesa, različitog oblika, velioine i gustine. Ovo ima velikog uticaja na očuvanje kvaliteta mase zrna u skladištu i na ujednačeni kvalitet proizvoda kod prerade zrna, te se o ovim rešenjima mora voditi posebno računa.

Na očuvanje kvaliteta mase zrna u skladištu, pored primesa, najveći uticaj ima vlažnost zrna, koja uslovljava intenzivniji proces disanja zrna i razvoj mikro-organizama, te je obavezno u skladištima da postoji sistem za merenje temperature uskladištene mase. Ovaj problem takodje nije predmet ovog rada, ali je u uzajamnoj vezi, te se o istom mora voditi računa.

Da bi mogli efikasno odstraniti sve primese iz mase zrna, moraju se dobro poznavati specifične karakteristike primesa. Gruba klasifikacija primesa može se izvršiti u sledeće grupe:

1. Grube primese (slama, delovi stabljike, kukuruzovine, oklasak, krupniji komadi drveta, metala i kamena, hartija i sl.);
2. Osrednje primese (strana semena, sitniji delovi metala, drveta, kamena, zemlje, peska i sl.);
3. Prašina.

Detaljnije razvrstavanje primesa izvršeno je u 11 kategorija, ali zbog ograničenosti prostora, iste u ovom radu ne navodimo.

Sve primese moraju se izdvojiti iz mase zrna pre prerade ili obrade za seme. Medjutim, iz mase vlažnog zrna, pre sušenja, moraju se izdvojiti grube primese, ne samo zbog onemogućavanja pojave požara, nego i zbog bržeg sušenja i manjeg utroška energije, a isto tako potrebno je izdvojiti sve primese pre skladištenja iz suve mase zrna. Ovaj se uslov mora ispuniti i na istom ćemo se zadržati u ovom radu. Isto tako veoma je važno da se pre sušenja, skladištenja i prerade mase zrna, odstrani prašina. Izdvajanje slobodnih primesa iz mase zrna može se izvršiti korišćenjem:

1. Razlike u veličini,
2. Razlike u specifičnoj masi,
3. Razlike u ponašanju u vazdušnoj ili vodenoj struji.

Odvajanje prema veličini deli se na:

1. Odvajanje prema zapremini,
2. Odvajanje prema -širini,
3. Odvajanje prema debljini,
4. Odvajanje prema dužini,
5. Odvajanje prema obliku i hrapavosti zrna (koeficijentu trenja).

Odvajanje prema zapremini prvenstveno se koristi za odvajanje grubih primesa (silosno čišćenje), ali se ono nikada ne koristi samo, već kombinovano sa drugim načinima odvajanja, redovno u kombinaciji sa odvajanjem vazdušnom strujom i sa magnetnim aparatima za odvajanje metalnih delova. Za mlinsko čišćenje mase zrna, koriste se navedeni i drugi načini za čišćenje mase zrna (pranjem se odvajaju kamenčići i delići metala, a trenjem se vrši odvajanje prilepljenje nečistoće). Kod obrade semena koriste se svi navedenf načini (izuzev pranja) uz korišćenje odvajanja po boji i elektro-statičkom naboju.

Za osnovno (grubcr − silosno) čišćenje, koriste se mašine sa rotacionim sitima, koje se sastoji od cilindra sa žičanim pletivom (sl. 1), sa otvorima od 10×20 mm, do maksimalno 20×20 mm, u kombinaciji sa strujom vazduha (sl. 2). Materijal za čišćenje dovodi se po celoj dužini cilindričnog dela sita sa žičanim pletivom, sa spoljne strane. Sve krupne primese odvajaju se na cilindričnom situ, a lake primese i2dvajaju se iz mase zrna strujom vazduha koja prolazi kroz masu zrna na izlazu iz mašine.

Za veće kapaeitete mogu da budu mašine sa dva cilindra (sl. 3). Za postizanje efikasnijeg čišćenja, koriste se mašine sa dodatnim cilindrom (sl. 4). Mogu se koristiti i mašine sa cilindričnim sitima, kođ kojih masa zrna ulazi u unutrašnji deo cilindra medjutim, pokazalo se u eksploatacionim uslovima da se žičano pletivo brzo popuni grubim primesama, isto se teško čisti i time se smanjuje efikasnost čišćenja i kapacitet. Sa prikazanim načinom osnovnog (silosnog − grubog) čišćenja mase zrna, kod dobro konstruisane i kvalitetno proizvedene mašine, može se uspešno izvršiti odvajanje grubih primesa, pleve (kod vlažne mase zrna ne može se odvojiti sva pleva, jer je ista zalepljena za površinu zrna) i prašine (kod vlažne mase zrna može se samo delimično odvojiti prašina,a kod osušene; izdvajanje prašine je znatno efikasnije). Na ulazu u mašinu sa žičanim pletivom, ne odvaja se lom zrna, ali na izlazu, u struji vezduha, izdvajaju se pored plevice, lakih primesa, prašine i lakši delovi od loma zrna. Srednje i sitne primese, veće specifične mase, na ovoj ma šini ne mogu se izdvojitl, ali ne postoji ni potreba. Na izlazu iz sušare, suva masa zrna pre ulaska u skladišnu komoru propušta se kroz vazdušni separator (sl. 5 i 6) u kojem se odvaja preostala plevica, prašina, sve lake primese i deo sitnog loma. Sve odvojene primese mogu se uspešno koristiti za stočnu hranu, izuzev prašine. Ovim prikazom može se ispuniti uslov kod silosnog (osnovnog) čišćenja, gde se traži veliki kapacitet mašine, mala cena, jednostavnost u rukovanju i održavanju uz postizanje potrebne efikasnosti u čišćenju mase zrna sa minimalnim utroškom energije.

Naša ispitivanja mašine za silosno čišćenje, prolzvodnje Radne organizacije „25. MAJ“ − Kikinda, potvrdjuju navode, jer opisano tehnološko-tehničko rešenje zadovoljava uslove silosnog čišćenja. Medjutim, ako se želi veća efikasnost u čišćenju mase zrna za potrebe izvoza ili prerade, moguće je postići na mašinama sa ravnim, nagnutim sitima (sl. 7) u kombinaclji sa strujom vazduha (sl. 8). Kapacitet i stepen čišćenja ovih mašina, zavisi od otvora na sitima, površine sita, nagiba i vibracija sita, kao i od brzine vazdušne, struje. Kod mašina sa ravnim sitima, izrazito je otežano čišćenje prvog sita. aa najvećim ot-. vorima, na kojima se odvajaju grube primese. Kako vlažnost i oblik mase zrna i primesa ima veoma velikog uticaja na kretanje mase preko sita, to je potrebno da se kod mašina ovog rešenja, obezbedi laka promena ugla slta (od 6 do 12 stepeni − sl. 9). Sita u radu moraju se kretati, napred-nazad, što se. ostvaruje preko ekscentra, a ovo uslovljava, zbog velikih naprezanja, jaku noseću konstrukciju. Manja naprezanja i mirniji hod sita je kod kružno-oscilatornog kretanja sita u ravni (princip planskog sita), koje omogućava efikasnije prosejavanje mase zrna.Kretanje sita može da se izazove vibracijom motora ili debalansiranjem ventilatora (izvedba nemačke firme PETKUS, a na istom principu je izvedeno rešenje mašine za čišćenje zrna proizvodnje radionice SELEKT iz Indjije), kod ovog rešenja ladja sa sitima ili cela konstrukcija mašine mora se postaviti na opruge, jer u protivnom doći će do loma konstrukcije. Kretanje sita, izazvano vibracijama, efikasno je za prosejavanje, ali je veoma otežano čišćenje sita u radu, posebnoykod čišćenja vlažne mase zrna. Čišćenje sita vrši se gumenim kuglieama, ali isto nTje dovoljno efikasno.

Kod svih mašina sa ravnim sitima, ista se čiste gumenim kuglicama, valjcima i četkama. Najpovoljnije čišćenje je četkama, jer se ne lomi vrh manje otpornog zrna (suncokreta), a najnepovoljnije, sa stanovišta oštećenja zrna je čišćenje kuglioaaia i valjcima. Četke i valjci za čišćenje primenjuju se kod sita sa kretanjem napred-nazad, a kuglice kod kružno-oscilatornog i vibracionog kretanja sita. Mašine za čišćenje mase zrna na nagnutim sitima u pokretu i sa strujom vazduha prikazane su na sl. 8. Efikasnost i kapacitet čišćenja zavisi od površine i nagiba sita i od brzine strujanja vazduha koja se podešava, jer brzina strujanja vazduha mora uvek da bude manja od kritične brzine zrna koje se čisti. Za različite vrste zrna, primese i vlage zrna, različite su i brzine strujanja vazduha, tako na primer: brzine lebđenja za plevu iznose 3-10 m/sec, za lake slamčice 4-7 m/sec, za lake vrste zobi 5-8 m/sec, a za pšenicu 6,5-10 m/sec.

Za postizanje veće efikasnosti i kapaciteta čišćenja, prave se kombinacije mašina sa ravnim i’cilindričnim sitima (sl. 10 i 11). Na ovim kombinovanim mašinama mogu se koristiti samo cilindrična sita za osnovna silosna gruba čišćenja, a za finije čišćenje koriste se i ravna sita. Mašine sa sitima i kombinovane mašine, znatno su skuplje u odnosu na mašine sa cilindričnim sitima koje služe samo za osnovno čišćenje.

Za odvajanje primesa i zrna u frakcije po dimenzijama, koriste se mašine sa ravnim i cilindričnim sitima različitih otvora (sl. 12 i 13). Za kalibriranje semena po dimenzijama u frakcije, obično se koriste mašine sa cilindričnim sitima − kalibratori (sl. 14). Za odvajanje primesa i semena po dužini koriste se mašine sa evolvelama − trijerski cilindri sa plaštom ili diskovima (sl. 15 i 16). Kombinovana mašina sa sitima za odvajanje semena po širini, debljini i dužini prikazana je na sl. 17. Posle odvajanja semena u frakcije po dimenzijama, masa semena se dovodi na gravitadioni sto ili frakcioni aspirater, gde se seme odvaja po specifičnoj masi (sl. 18 i 19). Seme se može odvajati i po elektro-statičkom naboju (sl. 20) i po boji (sl. 21). Nisu prikazane u ovom radu mašine za ljuštenje, ribanje, pranje, cepanje, brušenje i piliranje semena. Nije prikazan ni, spiralni uredjaj za odvajanje semena po specifičnoj masi pod dejstvom centrifugalne sile.

3. Trend razvoja mašina za čišćenje

U svetu ne postoje neka revolucionarna nova tehnološko-tehnička rešenja opreme za čišćenje i obradu semena. Zadržani su poznati prlncipi, ali se prave razne kombinacije. Uvode se procesori za upravljanje i regulisanje rada mašine, ali ovde treba biti posebno kritičan, ova rešenja se uvode samo ako postoji ekonomska i druga opravđanost.

Posle otežanog uvoza mašina za čišćenje i kalibriranje mase zrna, kod nas je došlo do brzog razvoja opreme za čišćenje i kalibriranje zrna. Pored industrije mašina „ZMAJ“, koja je ne samo najstariji proizvodjač ove opreme, ona ima u svom proizvodnom programu sve mašine za čišćenje i kalibriranje mase zrna, pojavilo se još 8 novih proizvodjača. Logičan rezultat, da se u ovako brzom razvoju, uz nedovoljnu stručnu pripremu, proizvodi oprema nezadovoljavajućih rešenja i kvaliteta. U cilju postizanja savremenijih rešenja, kvalitetnije izrade, industrija mašina „ZMAJ“ u saradnji sa Mašinskim fakultetom iz Beograda, nastoji da ovaj program realizujeu narednom periodu od 2 godine, posebno na planu mašina za obradu semena. Mašine proizvodnje Industrije mašina „ZMAJ“, zvanično još nisu ispitane, te se ne mogu reprezentovati rezultati komparativnih ispitivanja.

Radna organizacija „25. MAJ“ iz Kikinde u saradnji sa naučnim organizacijama, realizovala je mašinu za osnovno čišćenje mase zrna. Ispitivanjem i usavršavanjem ove mašine, dobijeni su zadovoljavajući rezultati. Medjutim, saradnja sa naukom se nastavlja u cilju usavršavanja postojećih mašina i osvajanja novih rešenja.

Radna organizacija „PROLETER“ iz Arilja, takodje ima interesantna rešenja opreme za čišćenje mase zrna, ali rezultate od zvaničnih ispitivanja nema, te se ne može dati ocena o valjanosti opreme, do izuzev elektro-magnetnog odvajača, koji ispunjava u svemu deklarisane podatke. Ova radna organizacija takodje nastoji da u saradnji sa Mašinskim fakultetom iz Beograda, osavremeni postojeća i da nova rešenja. Radne organizacije „BRUNO“ iz Indjije, „MLINOSERVIS“ iz Novog Sada, „VEMUS“ iz Zagreba, „MLINOSTROJ“ iz Domžala, proizvode takodje ovu opremu interesantnih rešenja. Ove radne organizacije verovatno će nastojati da putem saradnje sa naukom usavrše postojeća rešenja i osvoje nova.

Privatna radionica „SELEKT“ iz Indjije, proizvodjač je opreme za čišćenje mase zrna. Truđe se i imaju ambicije da program prošire i rešenja osavremene, takodje u saradnji sa naučnim organizacijama.

Posebno su interesantna nova rešenja opreme za čišćenje mase zrna Ing. Nikole Banjeglava, našeg poznatog stručnjaka iz ove oblasti. Ova nova rešenja uskoro će biti u proizvodnji i realizovaće se u saradnji sa Mašinskim fakultetom iz Beograda.

Prirodno je da svaki proizvodjač opremi, iz svoje proizvodnje, daje najviše ocene.

Medjutim, realnu ocenu moguće je prikazati samo na osnovu rezultata komparativnih ispitivanja po istom programu i metodici ispitivanja od strane iste naučno-istraživačke ekipe. Nadamo se da će ovaj zadatak, uz izradu standarda, biti završen u toku naredne dve godine, i da ćemo imati savremena rešenja ove opreme koja će biti istih karakteristika kao i oprema poznatih svetskih proizvodjača.

Sl. 2 Mašina sa cilindrionim sitom i vazdušnim čišćenjem

Izostavljeno iz prikaza

Sl. 3 Mašina sa dva cilindricna sita i vazdušnim čišćenjem

Izostavljeno iz prikaza

Sl. 4 Mašina sa dodatnim manjim cilindrom savžičanim pletivom i vazdušnim čišćenjem

Izostavljeno iz prikaza

Sl. 5 Vazdušni separator za odvajanje prašine i sitnih primesa

Izostavljeno iz prikaza

Sl. 6 Vazdušni separator sa recirkulacijom vazduha za čišćenje

Izostavljeno iz prikaza

Sl. 7 Ravna sita sa nagibom i vazdušnom strujom za očišćenje

Izostavljeno iz prikaza

Sl. 8 Mašine za čišćenje sa ravnim sitima pod nagibom i vazdušnom strujom

Izostavljeno iz prikaza

Sl. 9 Sita sa promenjivim nagibom od 6° do 12°

Izostavljeno iz prikaza

Uticaj prečičćavanja sirovog zrna na proces sušenja

Dr Miladin Brkić

Institut za polj. tehniku Novi Sad

Uvod

Posle procesa ubiranja zrnena masa se doradjuje (čisti, suši, skladišti, sortira, kalibrira, itd). Pojam zrnena masa predstavlja smešu zrna (semena) osnovne kulture, zrna drugih biljaka (kulturnih i korovskih), oštećena i štura zrna osnovne kulture, mineralnih (komada zemlje, kamenje, pesak, i dr.) i organs kih (delovi biljaka, cvasti, itd.) primesa. Zadatak čišćenja zrna sastoji se u udaljavanju svih primesa iz osnovne kulture, kao i šupljeg i šturog (zakržljalog) zrna osnovne kulture. Posle čišćenja zrno se sortira. Sortiranje je proces razdvajanja očišćene kulture na frakcije (sorte) po odredjenim kriterijumima (veličini, obliku, boji, itd.). Kalibriranje je proces razdvajanja očišćene i sortirane kulture (semenskog materijala) na frakcije na sitima (rešetima) s odredjenim dimenzijama otvora. Ovim se procesom seme razdvaja u tri klase.

Pšenica, kukuruz, ječam, suncokret i druge kulture, nakon kombajniranja zrna na njivi, sadrže pored zrna i primese kao što su: plevice, delovi stabljike, vrhovi metlica, oklasak i druge lakše i grublje primese. Količina primesa u vlažnim žitaricama i uljaricama zavisi od sadržaja vlage u zrnu, zakorovljenosti useva, vremena žetve i posebno podešenosti kombajna. Ljudski faktor je često odlučujući. Velika brzina rada sa kombajnom i nepodešenost njegovih radnih organa često dovodi do povećanja procenta primesa u masi, što se kasnije negativno odražava na rad sušara i silosa. Ustanovljeno je da u optimalnim uslovima rada kombajna ima oko 0,5 % nečistoća i 7 % oštećenih zrna (6). U lošim uslovima rada ima 2 do 3 % nečistoća i do 10 % oštećenih zrna.

Uticaj neočišćene mase na rad sušara i skladišta

Problem prečišćavanja vlažnih žitarica i uljarica je značajan u odnosu na nesmetan i bezbedan rad sušara. Naime, problem koji se Javlja kao posledica lošeg prečišćavanja vlažnih proizvoda moie da ima nesagledive posledice za sigurnost rada sušara, kapacitet, kvalitet, dužinu vremena čuvanja osušenih proizvoda, itd.

Za postizanje dobrih rezultata u procesu sušenja zmo treba pre sušenja dobro očistiti od svih primesa. Sve ove primese su, pre svega, lako zapaljive. Sem toga one smetaju pri kretanju zrna kroz sušaru. Naime, one se nakupljaju u stubu sušare i zagušuju prolaze kretanja zrna. U stubu sušare obavlja se dekonponovanje mase zrna prema specifičnoj težini (masi) i obliku (formi). Tako na primer, lake primese se nakupljaju u uglove stuba sušare i na rubove izmenjivača toplote i mase (vlage) i otežavaju protok zrna (smanjuje se kapacitet sušare). Ove primese se brzo su se i osušene (suve) brzo se upale, naročito kada je lošije sagorevanje goriva i u slučaju kada nestane mase zrna u gornjem delu sušare. Dobro očišćeno zrno se neće upaliti ukoliko je potpuno sagorevanoe tečnog (ili čvrstog) goriva.

Primese u masi zrna mogu da stvore i mnoge druge probleme: otežavaju pravilan proces sušenja zrna, sprečavaju ravnomeran protok zrna kroz sušaru, smanjuju poroznost mase zrna, stvaraju povećan otpor protoku vazduha kroz stub sušare (povećavaju utrošak električne energije), dovode do neravnomernog procesa sušenja, deformišu i lome unutrašnje elemente sušare i izuzimača zrna. Osim toga, prašina zapušava pore zrna i time otežava izbijanje unutrašnje vlage na površinu zrna. Ovo ima za posledicu ne samo usporebiti i skuplji proces sušenja, već i nepotrebno pregrevanje zrna u stubu sušare.

Neravnomernost raspodele vlage u komponentama zrnene mase dolazi naročito do izražaja kod prisustva semena korovskih i drugih biljaka kao primesa u zrnenoj masi, pošto one redovno imaju veći sadržaj vlage. Ukoliko se ovakva masa ne očisti od pri mesa znatno se otežava vodjenje procesa sušenja zrna.

Krupne i kabaste primese obično povećavaju poroznost sloja zmene mase, a sitne je smanjuju, jer se lako smeštaju u medjupro storu zrna. Kompaktnije sleganje zmene mase uslovljava manju poroznost kada su na istom mestu krupna i sitna, ili tanka i kratka zrna, dok se ujednačena i dugačka zma, hrapave i smežurane površine, manje zbijaju u sloju. Ovi slučajevi različito utiču na aerodinamiku procesa sušenja zmene mase.

Očišćena, odnosno neočišćena zrnena masa od primesa ima različit ugao prirodnog nagiba (ugao unutrašnjeg trenja čestice o česticu. Sitni mleveni proizvodi imaju veći ugao, a krupni manji. Kod usitnjenih proizvoda smanjuje se sipkost (kretanje zrna). Pored toga, povišeni procenat sadržaja vlage usitnjenih proizvoda više utiče na smanjenje sipkosti, nego kod očišćenih proizvoda. Slično je ponašanje zrnene mase pri kretanju po strmoj ravni (nagnutim površinama uredjaja). Naime, neočišćena masa ima veći ugao spoljneg trenja (tren.ie čestica o metalne površine i druge ili dve uredjaja. Vlažni proizvodi takodje imaju veći ugao spoljnjeg trenja.

Čišćenje zrna je neophodno i zbog odstranjivanja mikroorganizama sa površine zrna. U početnoj fazi sušenja mikroorganizmi mogu da dodju u optimalne uslove (povoljna temperatura i relativna vlaga vazduha) za njihov razvoj. Razvojem mikroorganizama zapušavaju se pore medjuzrnenog prostora. Takodje, kvari se izgled i ukus osušenog proizvoda. Ukoliko je zrno više oštećeno, više se i kvari. Oštećeno zrno brže prima vlagu iz vazduha što povoljno deluje na razvoj biohemijskih procesa u zrnu, kao i na razmnožavanje mikroorganizama.

U sušarama se delimično odvajaju primese i delovi polomljenog zrna dejstvom vazdušne struje koja prolazi kroz medjuzrneni prostor. Poznat je problem zagadjivanja okoline sušare sa primesama i delovima polomljenog i šturog zrna.

Razne primese organskog porekla (nedozrelo suvo zrno druga zrna, slama, lišće, oklasak i dr.) uvek su nosioci većeg ili manjeg broja mikroorganizama. Ove primese često imaju i drugačiju sorpcionu sposobnost za upijanje vlage. One tako mogu biti žarište kvarenja zmene mase u skladištima.

Primese u masi neočišćenog zrna stvaraju u skladištu povoljne uslove za razvitak raznih štetočina. Neočišćena masa zrna se dekomponuje pri punjenju i pražnjenju skladišta što stvara teškoće pri daljnjem korišćenju ®raa-(meljavi, itd.). U ovim slučajevima neophodno je u ćelije silosa ugraditi distributere za ravnomerno punjenje ćelije sa zrnom i uredjaje za sprečavanje raslojavanje zrnene mase pri pražnjenju ćelije.

Čišćenje zrnene mase

Čišćenje žitarica i uljarica je važan činilac redovnog odvijannja procesa sušenja i skladištenja zrna. čišćenje zrnene mase se deli na tri glavne skupine i to: grubo, srednje i fino čišćenje. Pod grubim čišćenjem podrazumeva se odvajanje grubih primesa iz mase zrna, obično većih od 4 mm (4 ). Kod zrna suncokreta prvo se odstranjuju krupne nečistoće veće od 20 mm, zatim nečistoće veće od zrna i na kraju nečistoće veće od 1,2 mm (3). Pri srednjem čišćenju obavlja se izdvajanje lakih primesa (plevica, papira i sl.), dok se pri finom čišćenju odvajaju sve primese, pa i lom zrna. Na ovaj način nečistoće treba da se svedu na 1 do 2 % (3).

Efektivnost čišćenja mase zrna ogleda se u tome što je u masi dozvoljeno do 2% korovskih primesa, do 5% zrna u odnosu na količinu otpadne mase i do 0,2 % štetnih primesa (glavnice i ugarka), (5).

U procesu obrade zrna oštećenje zrna i semena radnim organima mašina ne sme biti više od 0,5. Mašine treba da budu po mogućnosti univerzalne, pogodne za eksploataciju, tehnički bezopasne, proizvedene u skladu s pravilima protivpožarae zaštite (5). One treba da budu atestirane prema pravilima zaštite na radu.

Čišćenje i sortiranje zrna i semena poljoprivrednih kultura zasniva se na korišćenju različitih svojstava ili karakteristika (fizičko-mehaničkih, bioloških, električnih i drugih) komponenata (frakcija) zrnene mešavine. U ova svojstva, koja se obično nazivaju tehnološka, spadaju: aerodinamička, geometrijska (dužina, širina i debljina), sastav, forma površine, oblik, gustina (specifična masa), boja i dr. Tehnološka svojstva komponenata smeše zavise od mnogih faktora (vrste i sorte kulture, zone i uslova gajenja i dr. i izražena su u širokim granicama.

Odvajanje primesa prema aerodinamičkim svojstvima obavlja se na osnovu razlike u brzini lebdenja zrna i primesa. Pod brzinom lebdenja podrazumeva se brzina vertikalnog vazdušnog kretanja, pri kojoj se čestice nalaze u stanju lebdenja. Na primer, kritična brzina lebdenja zrna pšenice je 8,5 do 11, 5 m/sec, a polovine zrna 3 do 5 m/sec (5). Lake primese iznose se vazdušnom strujom iz mašine u ciklon, a teže primese odvajaju se u vazdušnoj komori, koja se nalazi u sastavu mašine za čišćenie. U zaustavnoj komori brzina vazduha je 0,6 do 0,7 m/sec (5 )

Za odvajanje primesa korišćenjem razlike u veličini zrna i primesa koriste se rotaciona ili ravna sita. U opštem slučaju zrno se karakteriše sa tri različite dimenzije: dužina, širina i debljina. Po dužini čestice se odvajaju u trijerskim mašinama (sa cilindrima ili diskovima). Na unutrašnjoj površini cilindra nalaze se alveole (jamice) u koje upadaju kratke primese i tako se izdvajaju od dužih zrna ili obrnuto.

Razdvajanje zrna po širini može da se obavi sa ravnim ili cilindričnim sitima koja imaju okrugle, trouglaste ili kvadratne otvore. čestice manje širine od otvora propadaju kroz otvor, a čestice veće širine od otvora klize po situ (rešetu). Cilindrična sita imaju povećanu radnu površinu pošto se obrću. Stoga imaju i povećani kapacitet rada.

Razdvajanje zrna po debl.lini obavlja se na sitima sa pravougaonim otvorima. Dužina otvora treba da bude znatno veća od širine. Na primer, zrna pšenice i kukolja imaju gotovo jednaku dužinu, širinu, gustinu i brzinu lebdenja, a različitu debljinu ( 5 ). Dakle, na osnovu ovog svojstva zrna mogu da se primese kukolja odvoje sa sitima pravougaonog otvora.

Razdvajanie zrna po sastavu i formi obavlja se sa frikcionim i zavojnim (spiralnim) separatorima, elektromagnetnim i magnetno četkastim mašinama. Seme osnovnih kultura i seme korovskog bilja može da ima različitu površinu (glatku, smežuranu, dlakavu, itd.) i formu (pljosnato, izduženo, loptasto, itd.). Prema tome veličina koeficijenta trenja čestica po radnoj površini uredjaja zavisi od sastava i forme čestice. Na frikcionim separatorima (brežuljkasta platna) s podužnim i poprečnim kretanjem platna glatke i okrugle čestice kotrljaju se niz platno, a pljosnata zrna sa hrapavom površinom biće povučena uvis. čestice sa hrapavom površinom mogu se posipati metalnim praškom i odvajati sa elektromagnetnim separatorima.

Čestice smeše mogu se odeliti po formi na sitima sa trouglastim otvorima (na primer, tako se može odvojiti zrno pšenice od heljde,(5 )).

Razdvajanje zrna prema gustini (ili specifičnoj masi) uglavnom se obavlja na pneumatskim gravitacionim stolovima.

Klasifikaci.ja mašina za čišćenje

Za čišćenje zrna koriste se uglavnom tri vrste prečistača:

• predprečistači koji rade sa rotacionim sitima i vazdušnom strujom (proces odvajanja nečistoće obavlja se samo po veličini. Odvajaju se samo gmbe i fine primese. Odomaćen je naziv rotacioni aspirater, koji čisti vlažno zrao pre procesa sušenja. Zovu ga i grubi predčistač),
• predprečistači koji rade samo sa vazdušnom stmjom (odvajaju primese po specifičnoj težini (masi), odnosno prema brzini lebdenja čestica u stmji vazduha),
• predprečistači koji rade sa ravnim sitima pod nagibom i vazdušnom strujom (odvajanje primesa po veličini. Odvajaju se srednje i fine čestice. Odomaćen je naziv grubo-fini aspirater. Pravilniji naziv bi bio srednje-fini predprečistač),
• kombinovani predprečistači koji rade sa cilindričnim i ravnim sitima sa vazdušnom strujom (odvajaju primese po veličini, grube, srednje i fine frakcije čestica),
• prečistači koji rade sa ravnim sitima i vazdušnom str ujom (odvajaju primese po veličini, srednje i fine frakcije čes tice. Odomaćen je naziv fini prečistač ili fini aspirater, koji čisti uglavnom osušeno zrno posle procesa sušenja).

U praksi se koriste i kombinovani prečistači za odvajanje stranih primesa po obliku (primese i zrna kultura po dimenziji i specifičnoj masi). Ove mašine se nazivaju selektorima. Selektori mogu da budu sa ravnim i cilindričnim sitima, a trijerski cilindri su postavljeni pod malim nagibom.

Da bi se dobio željeni učinak (kapacitet) čišćenja vlažnog zrna potrebno je postaviti u liniju iza gmbog predprečistača i srednje-fini predprečistač. Na ovaj način rasterećuje se grubi rotacioni ili vazdušni predprečistač i povećava se ukupni kapacitet čišćenja i kvalitet rada. Naime, može se konstatovati da rotacioni aspirateri ne mogu da zadovolje postavljeni kvalitet čišćenja (7). Ranije konstrukcije rotacionih aspiratera ni su imale usmeravajuće lopatice u dobošu, te nisu zadovoljavali s obzirom na kapacitet i kvalitet čišćenja vlažnog zrna. Naime, kapacitet predčistača (aspiratera) je u direktnoj zavisnosti od sadržaja vlage u zrnu. Zbog toga srednje-fini predčistači sa ravnim sitima imaju niži kapacitet od rotacionih aspiratera.

Poseban problem je čišćenje mase zrna suncokreta. U ovoj masi nalaze sesdelovi stabljike i glava suncokreta, šuplja i štura zma, polomljena zma, ljuske bez jezgra, eksplozivna prašina itd. Zbog toga, za čisćenje vlažnog zrna suncokreta treba koristiti predčistače čija vazdušna struja može lako da se podešava i postavloaju sita sa odgovarajućim otvorima. Za čišćenje osušenog zrna suncokreta ne smeju da se koriste čistači (aspirateri) sa kosim sitima koji imaju ugradjene gumene kuglice ispod sita radi čišćenja ravnog sita. Naime, ove kuglice udaraju u vrh zrna i lome ga. Umesto kuglica treba postaviti četke.

Zaključci

Na osnovu izloženog može da se zaključi :

• mora se posvetiti posebna pažnja čišćenju vlažne mase zrna pre procesa sušenja. U suprotnom može da dodje do požara u sušari i eksplozije silosa,
• u očišćenoj masi zrna dozvoljeno je do 2 % korovskih primesa, do 5 % zrna u odnosu na količinu otpadne mase i do 0,2 % štetnih primesa,
• u procesu dorade zrna ne sme biti oštećenja zrna i semena sa radnim organima mašina više od 0,5 %,
• nije dovoljno vlažnu masu čistiti na rotacionim predprečistačima (aspiraterima) ili grubim aspiraterima. Oni se koriste uglavnom da bi zadovoljili kapacitet, ali ne i kvalitet čišćenja. Uz gmbipprečistač neophodno je postaviti ispred sušare srednje-fini predprečistač. Kod izgradnje novih objekata ili zamene dotrajale opreme potrebno je postavljati kombinovane predprečistače (aspiratere) sa rotacionim i ravnim sitima sa vazdušnom strujom,
• za fino čišćenje osušenog zrna dovoljni su srednjefini prečistači sa ravnim sitima i vazdušnom strujom.