Запатентован очиститель зерна от оболочки без повреждения ядра

Учёные Казанского государственного аграрного университета (Казанский ГАУ) запатентовали шелушитель зерновых материалов — устройство для отделения плодовых оболочек от зерна с высоким выходом целого ядра и сниженным энергопотреблением. Новая конструкция позволяет перерабатывать зерно без механического контакта с вращающимися деталями, что принципиально снижает процент дроблёного и повреждённого продукта, сообщили в пресс-службе университета. Патент зарегистрирован Федеральной службой по интеллектуальной собственности.

Шелушение зерна — обязательный этап переработки крупяных и масличных культур: подсолнечника, гречихи, проса, овса. От качества этой операции напрямую зависит выход товарного ядра и себестоимость готовой крупы или масла. Существующие машины решают задачу по-разному, и у каждого подхода есть существенные ограничения. Бичевые и центробежные обрушиватели дают много недоруша, сечки и масличной пыли.

Пневмомеханические установки, где зерно разгоняется лопастями вентилятора, повреждают хрупкие семена ещё на входе и не обеспечивают нужной ориентации зерновки в момент удара — от этого страдает целостность ядра. Аэрошелушильные машины без движущихся рабочих органов проблему повреждений снимают, однако потребляют энергии в два с половиной раза больше стандартных технологий и имеют низкую производительность.

Казанские учёные предложили конструкцию, сочетающую преимущества аэродинамического и ударного принципов при устранении недостатков обоих. Ключевой элемент — воздуховод в виде пары «конфузор-диффузор» прямоугольного сечения. Зерно из питателя поступает в воздуховод, где разгоняется высоконапорным центробежным вентилятором.

Конфузор — сужающийся участок канала — плавно увеличивает скорость и давление потока с минимальными потерями. Далее зерно проходит в диффузор, где поток расширяется, дополнительно ускоряя зерновку в момент удара о неподвижную деку — пластину, закреплённую в широком сечении диффузора. Геометрия системы рассчитана так, что зерно само ориентируется вдоль длинной оси и бьёт о пластину под оптимальным углом за счёт аэродинамических свойств потока — без принудительного управления и дополнительных механизмов.

Угол раскрытия конфузора и диффузора составляет 7 градусов — инженерный оптимум, при котором достигается максимальная скорость потока при наименьшем коэффициенте местного сопротивления. Высота узкого сечения в точке соединения элементов равна 2,5 средней длины зерновки перерабатываемой культуры, что обеспечивает надёжную транспортировку зерна без заторов при достаточной пропускной способности.

«Главная проблема традиционных шелушителей — зерно повреждается ещё до удара о деку, когда проходит через лопасти ротора. Мы убрали этот контакт полностью: зерно разгоняется исключительно воздушным потоком и бьёт о неподвижную пластину уже в правильной ориентации. Это даёт и высокий выход целого ядра, и существенную экономию электроэнергии по сравнению с аэрошелушильными машинами», — рассказал заведующий кафедрой машин и оборудования в агробизнесе Казанского ГАУ, кандидат технических наук Дамир Халиуллин.

Авторами стал коллектив кафедры машин и оборудования в агробизнесе Института механизации и технического сервиса Казанского ГАУ: заведующий кафедрой, кандидат технических наук Дамир Халиуллин, доктора технических наук профессора Булат Зиганшин и Эльмас Нуруллин, кандидаты технических наук доценты Андрей Дмитриев и Ильнур Гайфуллин, старшие преподаватели Ильдар Кашапов и Булат Сабиров, ассистент Ренат Файзуллин, а также аспирант института Данис Халиуллин. Дмитриев занимает должность проректора по учебной работе университета.

Устройство рассчитано на применение как в крупных зерноперерабатывающих предприятиях, так и в фермерских хозяйствах. Конструкция не содержит сложных движущихся рабочих органов, что упрощает техническое обслуживание и снижает эксплуатационные затраты.

Источник: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=82533270

Фото: Chad Stembridge, unsplash.com