Запаси олії в тканинах олійного насіння розподілені нерівномірно, головна частина зосереджена в ядрі насіння – у зародку ендоспермі, плодова і насінна оболонки містять невелику кількість олії. У зв'язку з цим виникла необхідність максимально відокремити ядро від оболонки. Процес відділення оболонки від ядра називається обрушенням.

 

Рисунок 2.1.1- Фото установки обрушення- шелушилка 1000.

 

Процес відділення оболонки від ядра складається з двох самостійних операцій: обрушення і відділення оболонки від ядра (віяння, сепарація).

У сучасних обрушувальних машинах використовується динамічна дія на насіння, бо вона є найбільш ефективною. Використовують зусилля стиску і зрізу (зрушення).

Обрушувальні машини, класифікують наступним чином:

- зі сталевим або чавунним робочим органом, що працює за принципом багаторазового або одноразового удару насіння об металеву поверхню (деки), бильні і відцентрові насіннєрушки;

- машини зі сталевими різальними робочими органами (дискові, ножові і вальцеві лущильні машини).

Бичева насіннєрушка (рис. 2.1.2) складається з чотирьох основних вузлів: живильного пристрою, бильного барабана, деки і корпуса.

До складу живильного пристрою входять: живильний бункер 4, рифлений валик 3 і регульована заслінка 2.

Призначення живильного пристрою – забезпечити рівномірний розподіл насіння по ширині робочої зони машин (вона дорівнює довжині била і складає в бильній насіннєрушці 972 мм) і подачу насіння зі стабільною і необхідною інтенсивністю. Ширина живильного потоку насіння (650 мм) від конвеєра до насіннєрушки менше ширини робочої зони, і розподіл насіння відбувається за рахунок роботи рифленого живильного валика.

Рисунок 2.1.2 - Бильна насіннєрушка типу МРН (продуктивність по насінню − 50…60 т/добу):

1 – дека; 2 – заслінка; 3 – валик; 4 – бункер; 5 – барабан; 6 – вал; 7 – ребро; 8 – било; 9 – направляючі площини; 10 – регулюючий механізм.

 

Конструкція бильного барабана має вал з укріпленими на ньому трьома дисками 9 з маточинами і стійками 5 бил. Твердість дисків   забезпечується привареними по обидва боки ребрами 7. На зовнішній стороні кожного диска приварена 16 пара кутиків під кутом 55° до осьової лінії. До цих кутиків на болтах прикріплені 16 била 8. Била виготовлені з листової сталі товщиною 10-12 мм і шириною 100 мм. Бильний барабан встановлений у машині горизонтально в підшипниках і при роботі обертається з частотою 550-630 об./хв, що при діаметрі барабана по зовнішній крайці бил 800 мм відповідає коловій швидкості 23-27 м/с.

Ззовні з бокової сторони бильний барабан зовні на дузі 110°, оточений хвилястою поверхнею, яка називається декою 1. Деки набирають з чавунних колосників, що відливаються окремими секціями, що містять чотири-п'ять рифлей діаметром 25 мм.

Положення деки відносно бильного барабана (зазор між билами і декою) впливає на силу удару насіння об деку, тому в машині передбачене регулювання зазору в межах 8-80 мм у залежності від вологості і розміру насіння. Регулювання здійснюється оператором за допомогою спеціальних регулювальних механізмів (верхнього та нижнього)

Принцип роботи насіннєрушки полягає в наступному. Насіння, що надходить у живильний бункер, валком рівномірно розподіляються по ширині робочої зони. Потік насіння, регульований заслінкою, попадає на похилу площину в живильному бункері і далі, зсовуючись, попадає на била обертового барабана.

При достатній швидкості обертання бильного барабана сила удару бил по насінню забезпечує їхнє обрушення. Оскільки окремі насінини розрізняються між собою властивостями, зокрема міцністю, то частина насіння сила удару недостатня для обрушення, а для деякої частини насінь сила удару настільки велика, що руйнується не тільки оболонки, але і руйнування ядра.

Після удару билами рушанка, що утворилася (суміш ядра, оболонок, цілих насінин і січки ядра) відкидається на деку багаторазово через пружність, що виявляється частками, при ударі. У такий спосіб рушанка ударяється об деку, і при цьому відбувається обрушення цілого насіння і руйнування ядра.

До недоліків бильної насіннєрушки варто віднести:

-    можливість повторного обрушення, що приводить до руйнування ядра й утворення січки (близько 15%) і олійного пилу (близько 8%);

-    неоднакова сила удару бил об насіння, що спричиняє недовал (близько 10%);

-    ненаправлений (хаотичний) рух насіння у машині.

Для реалізації способу обрушення однократним орієнтованим ударом призначена відцентрова насіннєрушка. Насіння у відцентровій насіннєрушці здобувають необхідну кінетичну енергію для обрушення одним орієнтовани  (уздовж осі довжини) ударом об деку під дією відцентрової сили.

Під час роботи насіння надходить на диск, що обертається на вертикальному валу із лопатками. При цьому на насіння діють крім відцентрової сили, також сила ваги і Коріоліса, що притискують насіння до диска і лопатки і викликають появу відповідних сил тертя, спрямованих проти руху насіння.

Аналіз руху насіння по диску уздовж лопатки під дією зазначених сил показав, що швидкість не залежить від маси насіння і 1 обумовлена величиною коефіцієнту тертя насіння по матеріалу, з якого виготовлені диск і лопатки. Рух насіння, спочатку прискорений, але досить швидко стабілізується. На відстані, яка приблизно в 3-4  рази перевищує початковий радіус залучення насіння на диск, установлюється постійна швидкість радіального руху насіння при характерних коефіцієнтах тертя їх об сталь, що складає 0,65-0,7 окружної швидкості диска.

Відцентрова насіннєрушка РЗ-МОС (рис.2.1.3) складається з двох'ярусного ротора 9 на вертикальному валу, живильного розподільного пристрою 6, 1 кільцевої деки 10; корпусу 5 із прикріпленими до нього двома циклонними сепараторами 4.

Живильний пристрій містить запобіжну решітку 7 на вході  насіння для уловлювання великих сторонніх предметів, здатних застрягти в каналах ротора. Також живильний пристрій має кілька патрубків 8, у які підсмоктується повітря при обертанні ротора.

Розподільний пристрій 6 складається з двох коаксіальних циліндрів, розміри яких забезпечують розподіл потоку насіння на дві рівні частини, що надходять відповідно на верхній і нижній яруси ротора.

 

 Рисунок 2.1.3 - Схема відцентрової насіннєрушки РЗ-МОС продуктивністю 200 т/добу насіння соняшнику

 

Застосування двох'ярусного диска забезпечує підвищену продуктивність насіннєрушки. На кожному ярусі встановлено по два працюючих диска (всього в насіннєрушці чотири працюючих диска) з радіальними направляючими каналами 11. Канали сусідніх дисків розташовані в шаховому порядку, що виключає зіткнення насіння при виході з направляючих каналів. Підсмоктуване обертовим ротором повітря рухається по каналах ротора, прискорює рух насіння і сприяє обрушенню. Спрямований удар насіння забезпечується їхньою орієнтацією похилими стінками радіальних каналів, футерованих зносостійкою металокерамікою.

Насіння, що вилітають з каналів ротора, попадають на гладку кільцеву деку, що має в межах кожного ярусу свій нахил для відводу рушанки, що утвориться  з зони обвалення.

Циклонні сепаратори 4 містять кільцеві сита 3, що відводять патрубки 1 і 2 для відводу рушанки й олійного пилу, а також повітря. Таким чином, у насіннєрушці РЗ-МОС сполучається процес обрушення і відділення  олійного пилу, що дозволяє знизити втрати олії з лузгою, що відходить.

Продуктивність даної насіннєрушки 200 т./добу. Склад отримуваної рушанки трохи кращий, ніж на бильній насіннєрушці (цілого насіння – 15 %, недорушеного – 10%, січки – 5%, олійного пилу – 7 %)

Якість обрушення насіння характеризується вмістом у рушанці небажаних фракцій – цілого насіння і частково недорушеного насіння, зруйнованого ядра (січка) і олійного пилу. Наявність у рушанці недовалу збільшує вміст лузги в ядрі. Також небажана присутність у рушанці січки й олійного пилу. Січка легко віддає олію луззі навіть при короткочасному контакті. Олійний пил цілком не відокремлюється від лузги, що іде з виробництва, і втрати олії в луззі збільшуються.

Поділ рушанки на лузгу і ядро засновано на розходженні в їхніх розмірах і аеродинамічних властивостях. Лузга має значно більший опір повітряному потокові, ніж ядро. Спочатку отримують фракції рушанки, що містять частки лузги і ядра одного розміру, а потім у повітряному потоці кожну отриману фракцію розділяють на лузгу і ядро.

Для поділу рушанки застосовують аспіраційні насіннєвіялки М2С – 50 і Р1 - МСТ

Аспіраційна насінєвіялка М2С-50 (рис.2.1.4) складається з двох машин: розсіву 7 і війки 25, розташованих одна над іншою і з'єднаних між собою гнучкими рукавами 11.

Розсів насіння війки призначений для поділу рушанки на кілька фракцій, розміри кожної з яких змінюються у вузькому діапазоні. Потрапили в одну фракцію, вирівняну за розміром, різні компоненти рушанки, насамперед ядро і лузга, мають більше розходження в аеродинамічних  властивостях. Таким чином, ефективна робота розсіву служить умовою чіткого поділу отриманих фракцій у каналах насіннєвіялки.

 

Рисунок 2.1.4 – Загальний вид насіннєвіялки М2С-50.

 

Просіювач представляє собою дерев'яний короб 5, на похило розташованих (під кутом 3-5°) напрямних якого знаходиться три яруси висувних сит 10. Короб розділений на дві половини поздовжньою вертикальною перегородкою і відповідно на кожнім ярусі по два однакових висувних сита. Під кожним ситом розташовані піддони 4 з різними нахилами (на початкових ділянках сит нахил піддонів протилежний нахилові сит, а на кінцевих ділянках сит нахил піддонів збігається з нахилом сит) для збору і транспортування часток, що пройшли через сита. У просіювачі застосовуються штамповані сита з круглими отворами, розміри яких змінюються не тільки від ярусу до ярусу, але і відрізняються на початкових і кінцевих ділянках сит одного ярусу (рис 2.1.5). Для поліпшення просіювання на ситах установлюють перегрібачі.

Рисунок 2.1.5 – Схема сит просіювача насіннєвіялки.

 

Просіювач підвішують на чотирьох тросах 8 до стельової рами над насіннєвіялкою. Зверху просіювача встановлена приймальна коробка  6 із гнучким рукавом, для подачі рушанки, а внизу просіювача з протилежної сторони кріпляться шість гнучких рукавів для передачі отриманих у просіювачі фракцій у канали аспіраційної війки.

У центрі розсіву на його верхній кришці встановлений приводний пристрій 9, що складається з вертикального вала, двох балансирів і шківа. У балансирах ексцентрично кріпляться змінні вантажі, що дозволяє, змінювати масу балансирів, регулювати амплітуду кругового поступального руху просіювача. Обертальний рух вертикальному валу разом з балансирами передається через клинопасову передачу від електродвигуна, змонтованого на кронштейні, закріпленому на кришці корпуса розсіву.

Аспіраційна насіннєвіялка представляє собою прямокутний дерев'яний корпус, розділений подовжніми перегородками на шість каналів. У верхній частині корпуса під патрубками, по яких пересипаються з просіювача фракції рушанки на поділ у канали війки, розміщений живильний пристрій 12 у виді рифленого валика до рухомої заслінки 13. Причому заслінки виготовляються індивідуально для кожного каналу, у той час як загальний валик одинаковий на всі канали. Під живильним пристроєм розташовані (звичайно чотири-п'ять) похилі полички, так звані жалюзі 14. Полички виготовлені з тонкої листової (товщиною 1 мм) сталі, і кут їхнього нахилу може змінюватися при регулюванні режиму роботи війки.

Знизу корпуса війки знаходяться три конуси 16, 18, 24 з автоматичними клапанами 17, 19, 23. Конструктивно клапани представляють собою просто заслінки на шарнірі. У неробочому стані війки, тобто при невключеному вентиляторі, клапани-заслінки знаходяться у висячому положенні, а щілини у вершинах конусів відкриті. При включенні вентилятора, що створює розрідження в корпусі війки, клапани-заслінки повертаються навколо шарнірів, притискаються до протилежних стінок конусів і тим самим перекривають щілини у вершинах конусів. В міру нагромадження в конусах розсортованих фракцій рушанки росте тиск на клапани-заслінки. Коли цей тиск перевищить статичний тиск розрідження, створюваний вентилятором, клапан відкривається і накопичені в конусах частки рушанки висипаються в розташовані під ними транспортні шнеки. Як тільки конус спорожниться і при цьому тиск стане менше статичного тиску розрідження, клапан-заслінка закриється.

Кожний із шести каналів війки оснащений шиберним механізмом 3 регулювання швидкості повітряного потоку. Шибери встановлені у хвостовій частині війки безпосередньо перед вентилятором, а штурвали, що регулюють положення шиберів, винесені на передню частину війки, що дозволяє вести регулювання, спостерігаючи процес сепарування на жалюзі війки.

Усередині корпуса війки розташовані ґрати 20 і дві перегородки 21, 22 для аеродинамічного впливу на потік повітря з метою виділення з потоку сепаруючої рушанки.

Усі шість каналів війки підключені до одного вентилятора 2, що приводиться в рух електродвигуном 1 за допомогою клинопасової передачі. Привід живильника здійснений від цього ж електродвигуна через контрпривод.

Принцип роботи насіннєвіялки заклечається в наступному. У робочих умовах просіювач за допомогою механізму привода робить круговий поступовий рух.

Рушанка, що підлягає поділу, надходить через рукав у приймальну коробку і далі на сита верхнього ярусу.

Процес сепарування в просіювачі відбувається в такий спосіб. Сита верхнього ярусу мають по довжині дві ділянки, що розрізняються діаметром отворів (на початковій ділянці) сита з отвором 6 мм, а на кінцевій ділянці сита – діаметром 7 мм. Таким чином, рушанка, потрапивши на сита верхнього ярусу, на початковій ділянці поділяється на прохід через сита з отворами 0..6 мм і відповідно схід. Прохід, потрапляючи на піддон із протилежним нахилом, підводиться до початку сит середнього ярусу. Схід попадає на кінцеву ділянку верхнього ярусу, де розділяється на схід (частки більше 7 мм, велика лузга і не завалені насіння), що через рукав надходить у перший канал війки, і прохід (частки діаметром більше 6 мм і менше 7 мм, що складаються з лузги і чистого ядра),  що через рукав надходить у другий канал війки.

Сита середнього ярусу на початковій ділянці мають отвори діаметром 4,5 мм, а на кінцевій ділянці –  5 мм. Сходом з цих сит у третій канал йде ціле дрібне ядро, великі частки лузги і ядра. Прохід через отвори діаметром 4,5 мм по піддону з протилежним нахилом скачується до початку сит нижнього ярусу. Прохід через отвори діаметром 5 мм, що складається з часток ядра і лузги середнього розміру, направляється в четвертий канал війки.

Сита нижнього ярусу на початковій ділянці мають отвори діаметром 2,5 мм, а на кінцевій ділянці – 3 мм. Сходом з цих сит йде в п'ятий канал січка ядра і лузги. Прохід через отвори діаметром 2,5 мм є сьомою фракцією, яку отримують в просіювачі, яка оминає віялку, виводиться з машини через лійку висівкового проходу безпосередньо в потік ядра. Прохід через отвори діаметром 3 мм, що складається з дрібних часток ядра і лузги, направляється в шостий канал війки.

Усі шість фракцій по рукавах зсипаються в живильний пристрій війки і попадають на похилі полички. Пересипаючи з полички на поличку, фракції рушанки піддаються впливу повітря, який підсмоктується в зазорах між поличками вентилятора. Легкі компоненти в оброблюваних на поличках фракціях захоплюються потоком повітря усередину аспіраційних каналів, а важкі компоненти пересипаються з полички на поличку і виводяться в нижній отвір корпуса віялки безпосередньо перед поличками. Легким компонентом переважно є лузга, а важкими – ядро та ціле насіння. На практиці чіткого відділення лузги на поличках не домагаються і разом з лузгою захоплюється частина ядра, а також з ядром – частина лузги.

Безпосередньо за поличками повітряний потік разом із захопленими частками попадає в розширений перетин каналу за рахунок першого конуса, де швидкість потоку повітря відповідно падає. При цьому велика лузга і частина ядра, що захоплюється потоком повітря, випадають у першому конусі. Суміш часток, що осіла в першому конусі називається перевієм, тому що вона містить ядро, та підлягає повторній переробці.

Далі потік повітря з захопленими частками натрапляє на ґрати. У цьому ж перетині розташований другий конус машини. В конус випадає основна кількість лузги, внаслідок втрати швидкості потоку в розширеному перетині, або в результаті втрати швидкості частками при зіткненні з елементами ґрат. Потік повітря після цього ще кілька раз змінює свій напрямок, огинаючи дві перегородки, що сприяє осадженню часток лузги, що залишилися, у третьому конусі. Цілком осадить частки з повітряного потоку не вдається, і дрібна лузга, що залишилася, пройшовши шиберний пристрій, вентилятор, викидається в повітроочисний пристрій.

Таким чином, після аспіраційної насіннєвіялки отримують ціле ядро, необрушене, перевіяне та лузгу.

Ядро надходить на подальшу переробку. Необрушене зерно направляють у повітряно-ситовий сепаратор, який аналогічний за конструкцією для очищення насіння. Тут в осадових конусах після продувки необрушеного зерна атмосферним повітрям відбирається велика лузга. Необрушене насіння з меншим змістом лузги (збагачене) йде на повторне обрушення на обрушувальну машину.

Перевій для повторного поділу направляється на контрольну віялку, що відрізняється від робочої віялки набором сит і повітряним режимом в аспіраційній камері. Лузга виводиться з цеху.

Оцінюють роботу орушувально-віяльного цеху по величині процентного вмістові лузги в ядрі, та по втратах олії в лузгі, що іде з виробництва (у виді олійного пилу, січки ядра і замаслювання лузги при контакті зі зруйнованим ядром).

Відсотковий вміст лузги в ядрі, призначеному для витягу олії на пресових заводах, не повинен перевищувати 3%, на екстракційних – не більше 8%.