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.
К рабочим органам для сухой очистки корнеплодов предъявляют следующие требования:
– возможность копирования поверхности корней, т.е. поверхность рабочих органов должна максимально совпадать с поверхностью очищаемого материала;
– минимальная повреждаемость корней в процессе очистки;
– одновременная очистка корней разных типоразмеров.
Механические безводные способы позволяют очистить ворох корнеклубнеплодов на 60…90%. Механические рабочие органы делятся на: щёточные, шнековые, прутковые, барабанно-щёточные, барабанно-шнековые, транспортно-щёточные и др.
Щеточные рабочие органы выполняются по двум схемам: барабанно-щёточные и щёточно-шнековые. Барабанно-щёточные рабочие органы представляют собой вращающийся сетчатый (планчатый, решётный) барабан с цилиндрической щёткой, установленной внутри барабана с радиальным смещением. Скорость вращения щётки значительно выше скорости вращения барабана, при вращении которого корнеплоды поднимаются и попадают в зазор между барабаном и щёткой. Часть корней перебрасывается через щётку, а другая возвращается из зазора и цикл повторяется. Движение продукта вдоль оси барабана осуществляется за счёт угла наклона барабана.
В щёточно-шнековых рабочих органах основным является транспортирующий шнек с щётками, расположенными на нём по дуге 180…200°. Корнеклубнеплоды, транспортируемые шнеком, находятся под воздействием прутков быстро вращающихся щёток. Устройства данного типа позволяют получить наиболее высокий процент очистки, но производительность их сравнительно невысока.
Прутковые и кулачковые рабочие органы обеспечивают низкий процент очистки 40…48%, отличаются высокой повреждаемостью корней – 4,7…4,9%, что ограничивает возможности использования их в качестве очистителей корнеклубнеплодов.
Отечественными учёными разработаны машины для сухой очистки и измельчения корнеклубнеплодов МСОК-10, МСОК-18, а в республике Беларусь выпускают унифицированный измельчитель корнеклубнеплодов ИУК-2 для сухой очистки. Проведённый обзор машин для сухой очистки показывает, что они имеют положительные стороны, связанные с тем, что устройства обеспечивают выполнение в одной машине двух операций – очистку от механических примесей и сортирование корнеклубнеплодов. Однако вместе с тем, они также металлоёмки, энергоёмки и при этом рабочие органы не всегда могут обеспечить качество процесса и сохранность клубней от повреждений [15, 53].
Машина МКЛ-10 предназначена для мойки корнеклубнеплодов (картофеля, сахарной и кормовой свёклы) и отделения посторонних примесей. Обеспечивает полное отделение примесей (рис. 8).
Производительность машины составляет 10 т/ч, остаточная загрязнённость – 3%, степень удаления камней – 100%, удельный расход воды – 90 л·ч/т, установленная мощность – 2,2 кВт, габаритные размеры, мм, – 2900 × 1800 × 1450, масса – 800 кг.
Расчёты показывают, что эффективность сравниваемых установок выявляется лишь на фермах с поголовьем около 1000 коров, которые расположены в центральных и северных районах страны. В южных районах, где корнеклубнеплоды скармливаются непродолжительное время (100...150 дней), агрегаты для сухой очистки корнеплодов не эффективны даже на крупных фермах [38].
Щёточным рабочим органом, имеющим постоянное количество очищающих элементов, нельзя с одинаковым качеством очистить корнеплоды от примесей. К их недостаткам можно отнести ненадёжность в работе, качество отделения примесей не соответствует зоотехническим требованиям. Применение устройств с наполнителем из эластичных гранул также не позволяет отделять камни от продукта [70]. Поэтому следует разрабатывать новую технологию переработки корнеплодов и новые машины, основанные на безводном принципе работы, изолирующие отделённые примеси [31]. Анализ результатов ряда учёных показывает, что для сухой очистки корнеклубнеплодов наиболее перспективными являются шнековые рабочие органы [45]. Поэтому для качественной очистки корнеклубнеплодов необходимо найти оптимальный вариант, при котором остаточная загрязнённость корнеплодов будет соответствовать зоотехническим требованиям, а поверхность их не будет повреждаться. В связи с этим возникает необходи-
