клубни, поднимает их в зону водяных струй, нагнетаемых насосами через распределительные трубопроводы. Недостатком шнековых моек является невозможность пропускать корнеклубнеплоды диаметром более 150 мм (при степени загрязнённости 20% длина шнека должна быть порядка 6 м, что делают конструкцию корнеклубнемойки трудновыполнимой или требуется установка двух, трёх и более машин в технологической линии) [53]. Кроме того, применение моечных машин связано с большим расходом воды, что требует их размещения в отапливаемых помещениях, оборудованных водопроводом, канализацией и полами с твёрдым покрытием, а также возникают трудности с остатками ботвы (приводит к загрязнённости корма гнилостными бактериями). Это чрезмерно затрудняет их эксплуатацию, особенно в районах с суровым климатом.
Кроме того, шнековые мойки ИКС-5М и АПК-10, совмещая в себе принципы простого перетирания в ванне с водой и перетирания и одновременного орошения водой, при большей производительности машины не позволяют получать высокую степень очистки из-за непродолжительного пребывания корнеклубнеплодов в зоне интенсивной обработки [35]. Машина ИКМ-5, широко применяемая в кормоцехах животноводческих ферм и комплексов, имеет комбинированную мойку, в которой сочетаются принципы перетирания и одновременного орошения водой и активного трения воды о поверхность продукта. Однако назначение вертикального вихревого потока в мойке машины состоит и в том, чтобы отделять камни и твёрдые комки почвы, что не позволяет увеличить его скоростной режим. Это в определённой мере снижает эффективность очистки корнеклубнеплодов, а небольшие размеры камеры мойки и кратковременность пребывания продукта также не позволяют увеличить степень очистки. При исходной загрязнённости корней и клубней 8...10% они снижают её до 2...5% [35].
Наиболее высокое качество обеспечивают мойки, в основу которых положен принцип активного трения воды о поверхности движущихся корнеклубнеплодов [35]. Поток жидкости можно организовать вентилятором, ротором, струёй и др. Клубни в потоке жидкости имеют возможность свободно ориентироваться и хаотически изменять своё пространственное положение. При этом вода воздействует на загрязнения со всех сторон и они разрушаются интенсивнее.
Вентиляторные и струйные машины, имея достаточную длину рабочей зоны, обеспечивают почти полное отделение загрязнений, но при этом обладают высокой энергоёмкостью. В данных типах машин, в отличие от барабанных, центробежных и кулачковых нет совокупной обработки массива продукта водой, а превалирует индивидуальное
соприкосновение каждого клубня с гидродинамическим потоком жидкости, скорость движения которого значительно превышает скорость перемещения обрабатываемого продукта. Режим движения жидкости имеет турбулентный характер. У центробежных моек типа МРК-5 вода оказывает слабое моющее действие на корни и клубни. Поэтому на труднообрабатываемых участках процесс носит случайный характер с поверхностным разрушением загрязнений. Это подтверждается малыми производительностью и степенью очистки (около 4%) [35].
По иному протекает процесс при использовании ультразвуковых колебаний в жидкости [35]. Распространение упругих волн сопровождается рядом эффектов, важнейшие из которых – акустическая кавитация, акустические потоки и давление. Эти явления оказывают основное физическое воздействие на процесс и одновременно усиливают физико-механическое взаимодействие моющей среды с загрязнениями. Главный фактор, разрушающий загрязнения, – кавитация, которая проявляется в разрывах жидкости под действием звуковой волны с образованием мелких пузырьков (диаметром 10...1000 мкм). Часть их после кратковременного существования (10...50 мкс) схлопывается, создавая при этом местные гидравлические удары, достигающие давления в десятки мегапаскалей. Другая часть под действием акустических потоков интенсивно пульсирует и перемещается вместе с гидродинамическими потоками, способствуя интенсификации очистки.
В водной среде загрязнения разрушаются силами, возникающими от схлопывания пузырьков. При этом на частицы действуют большие динамические нагрузки, изменяющиеся как по направлению, так и по значению, что способствует быстрому отрыву частиц с поверхности клубней и переводу их во взвешенное состояние. Однако данный способ очистки пока не нашёл широкого распространения в сельском хозяйстве из-за сложности применяемого оборудования. При длительном перетирании корней и клубней в ванне с водой качество очистки существенно улучшается, однако снижается производительность и повышается энергоёмкость процесса. Сочетание механических приёмов и одновременного орошения водой позволяет получать продукт требуемого качества при сравнительно невысоких затратах энергии и времени обработки. Гидроразмывные устройства способны обеспечивать 100%-ное отделение загрязнений, однако они мало изучены и требуют значительных энергозатрат.
По мнению ряда исследователей, наиболее совершенными машинами являются вибромойки, принцип работы которых заключается в следующем. Корнеклубнеплоды подаются транспортёром в заполнен-
ную водой ванну, где предварительно отмываются, затем захватываются вращающимся и совершающим осевые колебания шнеком и, транспортируясь вверх, подвергаются активному воздействию вибрирующего в осевом направлении вращающегося шнека и окончательно отмываются водой, подаваемой через гребёнку. Исследованиями установлено, что благодаря вибрационному возвратно-поступательному движению продукта в трубе моечной машины резко сокращается расход воды и улучшается качество отмыва [6].
Таким образом, дальнейшее развитие конструкций моечных машин для корнеклубнеплодов возможно на основе использования принципов перетирания с одновременным орошением корнеклубнеплодов водой и активным трением воды об их поверхность. Совершенствование технологического процесса очистки корнеклубнеплодов позволит значительно ускорить удаление связанной почвы, добиться получения продукта требуемого качества, соответствующего зоотехническим требованиям, и снизить расход воды за счёт увеличения механических воздействий на продукт в моечных машинах.
Большое внимание в нашей стране и за рубежом уделяется изысканию высокоэффективных способов и средств для очистки корнеклубнеплодов от загрязнений без применения воды, что позволяет проводить очистку непосредственно в хранилищах и кормоцехах. Ряд организаций и учёных занимались и продолжают заниматься решением этой проблемы, но до сих пор не разработано рациональной конструкции. В настоящее время заслуживает внимания и является перспективной сухая очистка корнеклубнеплодов от загрязнений на винтовых конвейерах. При этом отпадает необходимость в воде, снимаются проблемы с утилизацией грязной воды в окружающую среду, а сам процесс удешевляется. Хотя сухой способ очистки корнеклубнеплодов лишён ряда недостатков, присущих водному, однако при этом высок процент повреждаемости корней при сравнительно низком качестве очистки. Кроме того, существующие механические рабочие органы не полностью разделяют корнеклубнеплоды и соразмерные с ними твёрдые включения (камни, металл и др.) [43], что приводит к поломкам измельчающих устройств.
В УНИИМЭСХе [35] проводились полевые опыты по вибрационной очистке корней свёклы от земли. Исследования показали, что обработка корней на вибрационном грохоте является эффективным средством очистки от почвы, но практически трудно применимым, так как для его надёжности необходима определённая влажность загрязнителя.
