3.2. Ситовое сепарирование

Ситовое сепарирование — это один из основных рабо­чих процессов очистки зерна и сортирования продуктов его измельчения. В соответствии с размерами зерна и примесей сита, используемые для сепариро­вания, различаются по размерам и форме отверстий, ма­териалу. В сепараторах применяют: штампованные (про­бивные) сита с круглой, продолговатой и треугольной формами отверстий; тканые с квадратной формой от­верстий.

Для сортирования зерновой смеси по толщине зерен устанавливают сита с продолговатыми отверстиями, а по ширине — сита с круглыми отвер­стиями. В сепараторах с возвратно-посту­пательным движением используют сита с продолговаты­ми отверстиями, ориентированными по направлению ко­лебаний, а в сепараторах с круговым поступательным движением — сита с отверстиями, ориен­тированными во взаимно перпендикулярных направле­ниях. Такая ориентация повышает эффективность очистки зерна.

Сито характеризуется рабочим размером и коэффи­циентом живого сечения. Под рабочим размером, напри­мер, прямоугольного отверстия сита, понимают минималь­ный в свету промежуток между противоположными сторонами от­верстия. Для круглого отверстия рабочим размером служит диа­метр, а для треугольного — сторо­на правильного треугольника. Ко­эффициент живого сечения есть отношение площади отверстий в свету ко всей рабочей площади сита.

По конструкции ситовые рабочие органы могут быть плоскими (горизонтальные и наклонные), цилиндрически­ми (горизонтальные и вертикальные), призматическими. Просеивание происходит при различных видах колеба­тельного движения сит: возвратно-поступательном, кру­говом поступательном, вращательном или при различных их сочетаниях.

Кинематические параметры колебаний сит характери­зуются частотой и амплитудой (или радиусом) для воз­вратно-поступательного и кругового поступательного дви­жения, а для вращательного — окружной скоростью. Каждому типу ситовых устройств соответствуют опти­мальные кинематические параметры.

Процесс сортирования состоит из двух одновременно протекающих стадий: самосортирование (расслоение) и просеивание. При самосортировании тяжелые и мелкие частицы осаждаются в нижние слои, а крупные и лег­кие - концентрируются в верхних. Чем быстрее мелкие проходовые частицы опустятся вниз и войдут в контакт с ситом, тем эффективнее осуществляется процесс про­сеивания, т. е. прохождение через отверстия сита.

Сравнительная значимость процессов самосортирования и просеивания определяется в основном соотноше­нием сходовой и проходовой фракций. При наличии отно­сительно малого количества проходовой фракции (напри­мер, песок, мелкие примеси) эффективность ее выделения существенно зависит от самосортирования. Если вся сор­тируемая смесь состоит из проходовой фракции, эффек­тивность определяется только условиями просеивания. Например, выделение крупных примесей сходом с сита.

Эффективность процесса сортирования зависит от большого числа факторов: физико-механических свойств компонентов зерновой смеси; влажности; соотношения компонентов различной крупности; удельной нагрузки на сито (толщина слоя); материала и качества изготовления сита, размеров и формы его отверстий; технологической схемы сепараторов; условий транспортирования смеси; кинематических параметров; способа очистки сит и др. От эффективности процесса ситового сепарирования су­щественно зависят работа последующих машин и качест­во готовой продукции.

Очистка зерна в ситовых сепараторах должна обеспе­чить максимальное отделение сорной и зерновой приме­сей. Для этого нужно правильно подобрать сита и обес­печить нормальную загрузку машины. Очистку считают эффективной, если при пропуске через сепаратор будут выделены крупные примеси полностью и не менее 65 % примесей, подлежащих выделению на ситах и воздуш­ным потоком (камни, земля, песок, крупные частицы сор­ных примесей, крупные и мелкие семена культурных и сорных растений).

Технологическую эффективность работы сепа­рирующих машин определяют отношением количества отделимых примесей, содержащихся в отходах, к количест­ву этих же примесей, содержащихся в исходной зерновой смеси.

Ситовые сепараторы выполняют различные функции в процессе очистки зерна. Конструктивное исполнение, па­раметры рабочего процесса и технологические схемы си­товых сепараторов соответствуют особенностям выполня­емых технологических операций. Для выделения из зер­новой смеси наиболее крупных, случайно попавших при­месей применяют скальператоры А1-БЗО (рис. 2).

Рис. 2. Технологическая схема скальператора А1-БЗО: I — исходное зерно; II — очищенное зерно; III — грубые примеси; IV — воздух с легкими примесями

Рабочий орган скальператора — это медленновращающийся горизон­тальный цилиндр из металлотканой сетки. Производи­тельность скальператора - 100 т/ч.

Технологический процесс выделения крупных приме­сей в скальператоре осуществляется следующим образом. Исходное зерно подают в ситовой цилиндр с отверстиями размером 25X25 мм. Зерно и мелкие при­меси просеиваются и выводятся из машины. Крупные примеси и оставшееся зерно перемещаются в сходовую зону с отверстиями сита размером 10X10 мм, где вы­сеивается зерно, а крупные примеси выводятся сходом с ситового цилиндра.

На эффективность работы скальператора влияют час­тота вращения ситового цилиндра, размеры отверстий сит и их очистка. Эффективность выделения крупных примесей в скальператоре достигает 100 %.

Для комплексной очистки зерна от приме­сей применяют сепарато­ры с ситами, приводи­мыми в возвратно-посту­пательное или круговое поступательное движение. Например, основной ра­бочий орган сепараторов типов А1-БИС и А1-БЛС (рис. 3) - это плоские нак­лонные сита, совершаю­щие круговое поступа­тельное движение в гори­зонтальной плоскости. Сита установлены в два яруса один над другим и образуют простую техно­логическую схему: сход верхнего сита — крупные примеси II, сход нижнего сита — зерно, а проход — мел­кие примеси III. Сепараторы такого типа производительностью 100 и 150 т/ч используют для очистки зерна в элеваторах. В этом случае в качестве сортировочных применяют сита с отверстиями 08 мм, а подсевные — с треугольными отверстиями, сторона ко­торых 3,5 мм.

В зерноочистительных отделениях мукомольных заво­дов устанавливают сепараторы производительностью 12 и 16 т/ч, в которых используют сортировочные сита с продолговатыми отверстиями размером 4,25X25 мм, ориентированные в перпендикулярных направлениях. Подсевные сита имеют отверстия d=2 мм. Ситовые уст­ройства, как правило, работают в комплексе с пневмосепарирующими каналами. Поэтому зерновая смесь разделяется не только по размерам, но и по аэродинамиче­ским свойствам.

Эффективность работы воздушно-ситового сепаратора зависит от большого числа факторов: удельной нагрузки, кинематических параметров движения сит (частоты и амплитуды), состава зерновой смеси, системы очистки сит, средней скорости воздуха в пневмоканале, равно­мерности распределения скоростей в поперечном сечении пневмоканала и др. Эффективность очистки зерна в воз­душно-ситовых сепараторах такого типа составляет около 84 % (в том числе от крупной - 100 %, мелкой – 86 %, легкой - 87 %).

Рис. 3. Технологическая схема сепаратора типа А1-БИС: I — исходное зерно; II — крупные примеси; III — мелкие примеси; IV - очищенное зерно; V — легкие примеси

Для очистки зерна от примесей широко применяют ситовые сепараторы шкафного типа А1-ЗСШ-20 и А1-БМС-12 производительностью 20 и 12 т/ч. В этих се­параторах одновременно с очисткой зерна от крупных и мелких примесей происходит разделение зерна на две фракции по крупности. Это дает возможность проводить эффективную пофракционную очистку зерна от примесей, отличающихся плотностью и длиной. Основной рабочий орган ситового сепаратора

А1-ЗСШ-20 — плоские горизонтальные сита, приводимые в круговое поступательное движение. Сита установлены одно над другим и объединены в четыре или две парал­лельно работающие секции. Зерно очищают по развитой технологической схеме.

Сепараторы шкафного типа используют также для выделения мелкой фракции зерна по видоизмененной схеме. Их устанавливают в комплексе с воздушными се­параторами и скальператорами. Это обеспечивает эффек­тивность очистки зерна от сорной примеси на 85 %, от крупной - 100, от мелкой - около 70, от легкой - около 72 %.