刘睿 孙勇 张佳丽 姜岩
基金项目:教育部博士点基金项目(20122325120024);黑龙江省科技攻关项目(GZ11B503);黑龙江省教育厅自然科学研究项目(12521029)
作者简介:刘睿(1987-),女,汉,黑龙江人,东北农业大学硕士生;孙勇(1974-),男,教授,博士,主要研究方向为生物质转化与利用工艺及装备。0引言
种子清选是种子加工产业链中的重要一环,是提高种子质量、实现种子质量标准化的重要手段。新中国成立前,我国种子清选手段十分落后,清选种子的工具主要是农家使用的风车、筛子、簸箕等。新中国成立后,随着种子事业的发展,种子清选机械从无到有、从单机到配套、从国外引进到国内自主制造,获得了较快发展。
1国内重力式清选机发展状况
20世纪50年代初期,我国从前苏联引进了少量种子加工清选设备,投放在东北、新疆等大型机械化农场使用。随后又从匈牙利等国引进了若干台清选机。1957年,在河南开封联合收割机厂试制了我国第一台08型种子清选机,一直生产到60年代中期,1959年,沈阳农具厂试制了一种30型复式清选机,这两种机型都没有做到批量生产,推广数量少。
1975年,在全国种子工作会议上,提出要发展种子加工机械。1977年,黑龙江省宝清县八五二农场建立了种子清选机厂(现黑龙江省白桦清选机械厂)。与此同时,农业机械部和农业部组织专家研究选型,并于1976-1977年从德国皮特库斯公司引进了K541型复式种子清选机,从瑞士布勒公司引进MTLB-100型重力(比重)清选机作为样机,进行测绘、仿制,生产出两种国产种子加工单机,并分别命名为5XF-13A型风筛清选机和5XZ-10型重力(比重)清选机。
1978年,国务院批转农林部《关于加强种子工作的报告》,要求各部门要密切配合,尽快实现种子加工机械化。此后各级政府部门都把种子加工机械化提上了重要议事日程,加大投资力度,成立种子加工机械专门机构,组织示范推广。从此,我国种子加工机械的生产和推广工作都得到较快发展。
经过各方面三年的努力,到1981年,全国各地已拥有各种不同类型种子清选机5000多台,清选的作物也从麦类、稻谷、玉米扩大到高粱、谷子、豆类、麻类和绿肥,使用的范围也由试点县发展到全国各省、自治区、直辖市各级种子公司 (站)。1978年清选种子不到5万t,1979年增加到20万t,1980年达到60万t。
第三次全国种子精选会议统计,到1989年,全国拥有种子清选机8480台,因刚淘汰了一大批质量较差的旧机械,故总量有所下降。但由于 “七五”“八五”期间投入力度加大,加上各级领导和种子部门对种子加工清选工作更加重视,农民对种子质量要求也高,因此, 1986-1995年种子加工机械化发展速度较前10年要快得多,种子加工清选能力达330万t,种子加工清选量240万t,较“六五”都有较大幅度增长。截至“九五”种子工程结束,全国种子加工清选量350万t,比1995年增加150万t,增长75%。
在经济方面,我国生产的自动调压式重力清选机标准化系数高达60%,同时配以低廉的劳动力,其产品价格仅为美国同类产品价格的10%~15%,而性能则不低于国外产品。因此,具有相当的竞争优势。
2国外重力式清选机发展状况
在欧美发达国家,重力式清选机的生产能力从1 t/h到15 t/h,台面结构从三角形台面、矩形台面到混合形台面,气流形式从负压到正压,已形成多种系列化重力式清选机,工艺精良,性能稳定,可靠性强,噪音相对较低。除传统的机械调节外,已开发出液压调节系统,操作更加灵敏。国外主要生产企业及其基本情况如下:
(1)德国PETKUS公司
成立于1852年,位于德国的图林根州Wutha镇,是世界上第一家种子加工机械生产企业。20世纪90年代,德国统一后并购了原西德的ROBER和丹麦的DANISH公司后,实力更壮大。该公司生产的单风机矩形台面的重力式清选机,采用多联离心风机,噪音略高但分选效果明显。我国从20世纪80年代初至今引进该公司的产品。
(2)丹麦CIMBRIA集团股份公司
成立于1947年,位于丹麦日德兰半岛北部的Thisted小镇,20世纪80年代先后并购了专业生产风筛式清选机的DELTA公司和生产重力式清选机的HEID公司。“九五”种子工程期间我国购入一批种子清选加工设备,主要有该公司的DS系列风筛式清选机和GA系列比重(重力)清选机,具备了高效特点,很适合种子加工流程配置。
(3)丹麦WESTRUP公司
成立于1958年,合并了瑞典的KAMAS公司,在多个国家设有子公司,实力雄厚。生产各系列种子加工机械和配套设施。该公司生产的三角形台面的KA-2200型比重清选机在我国有少量引进。
(4)奥地利HEID公司
成立于1883年,位于奥地利首都维也纳郊区Stockerau市,主要生产比重清选机、窝眼筒清选机和包衣丸粒化一体机。20世纪80年代被丹麦CIMBRIA集团股份公司收购,但公司仍保持自己的品牌,在专业产品上不断创新,其独具特色的比重(重力)清选机具有高效、节能和低噪特点。
(5)美国OLIVER公司
成立于1892年,是一家拥有几十名员工的家庭式企业,主要生产比重(重力)清选机和去石机。从1897年生产第一台现代比重(重力)清选机开始,其产品已得到
广泛应用,我国引进较多。
(6)加拿大LMC公司
具有60多年历史的家庭式企业,原在美国,其加拿大公司于1987年正式成立。主要生产各系列种子加工机械和配套设施等。其比重(重力)清选机和风筛式清选机与众不同,能耗和噪音较低是其最大特点。比重(重力)清选机采用阶梯状分选台,可适应不同大小的种子,不用更换台面,其产品在我国只有少量引进。
从性能上看,无论是三角台面还是矩形台面都振动平稳,风量在台面上非均布且有规律分布,物料能很好地布满整个台面,种子分离效果明显。
从结构上看,丹麦WESTRUP公司产品采用三角形台面单风机正压式结构,重杂清理效果较好;奥地利HEID公司的产品是多联风机矩形台面,双质点平衡结构,无效振动和嗓音小;德国PETKUS公司产品单风机矩形台面;美国OLIVER公司产品三角形或矩形台面,采用多联离心风机,噪音略高但分选效果明显,又开发出液压调节装置,操作灵活,适用于大型设备的操作,其小吨位产品采用混合型台面(如316机型),尤其适合于蔬菜等小粒种子的清选,能耗及噪音适中;LMC公司的产品采用双振动架平衡机构,清选效果适中,但总体结构庞大;CRIPPEN公司产品采用矩形台面,多联前弯曲多叶片风机,风机出风口有角度,噪音小。
近些年来,各科研单位、生产厂家及种子加工部门都先后研制了许多机型。国内几大科研单位及生产厂家,在研学国外机型的基础上,相继开发研制了适合我国国情的重力清选产品。如中国农机院研制的三角形台面的5TZ-1500型重力式清选机、我所研制的矩形台面的5XZ系列重力清选机。目前,我所又设计了三角台面的5XZ-5.0自动调压式重力清选机。比较适用于玉米等多种作物。由于我们国家农作物主要以玉米、小麦为主。因此,我所生产的5XZ-5.0自动调压式重力清选机很快被推广应用。
目前,国内产品的性能与质量己接近国外的同类产品,但在自动控制方面还有一定差距。如国外公司已采用伺服马达,可对风量、台面倾角与振动频率的调节进行遥控操作,从而使调节作业大为减化,进一步的发展则是采用微型处理机构预先输入的各种工作参数,全部实现自动调节。鉴于国内对重力清选研究的不断深入及产品成本费用的降低,自动控制也将逐渐广泛应用于该领域。endprint