الات إعداد محاصيل الحبوب وتجهيزها
تشمل العمليات الآتية:
• تنظيف الشوائب وفرزها وفصلها عن الحبوب (قش، رمل، حجارة، أعشاب، حبوب غريبة، حبوب متضررة).
• تدريج الحبوب.
• تعقيم وتطهير الحبوب: تقوم معدات التطهير بخلط البذور بمسحوق التطهير أو برشها بمعلق مركز منه أو تنقع بمحلوله. يوجد منها معدات ثابتة بإنتاجية كبيرة، أو مقطورة بإنتاجية محدودة ومناسبة للعمل المتقطع، كما يمكن استعمال الآلة لتعقيم البذور بالفورمالين الشكل (1).
الشكل (1) مخطط يبين مبدأ عمل آلة مقطورة لتعقيم البذور
1- خلاط 2- خزان مبيد 3- خزان حبوب 4- بوابة تلقيم قابل للضبط 5- غطاء شبكي 6- صمام التحكم بالرطوبة 7- خزان ماء 8- مجرى خلط وتفريغ 9- فوهة تفريغ 10- مسند 11- عجلة استناد -12- عناصر نقل حركة 13- محرك كهربائي -14- جهاز معايرة ملقم المبيد 15- ملقم مبيد
• تجفيف الحبوب وإعدادها للتخزين.
• حفظ بعض أنواع الحبوب باستخدام المواد الكيماوية.
1. تنظيف الشوائب وفرزها وفصلها عن الحبوب:
تعتمد آلات تنظيف فرز الشوائب وفصلها عن الحبوب مبادئ متعددة مثل الشكل والحجم والملمس الخارجي، معامل الاحتكاك ومقاومة التدحرج، الكثافة والكتلة النوعية واللون وغيرها من الخصائص الأخرى. تستخدم آلات فرز الشوائب وفصلها عن الحبوب كآلات ثابتة وبشكل خاص في صوامع تخزين الحبوب أو المطاحن أو كملحقات مع آلات الجني. وينتشر استخدام الوسائل الآتية في عمليات التنظيف والفرز :
- محطات الغربلة : وتعتمد مبدأ الشكل والحجم في التنظيف والفرز الشكل (2). يتم تلقيم الحبوب غير النظيفة بواسطة حلزون تلقيم، وتنظيم تغذيتها بواسطة أسطوانة تغذية وبوابة تحكم عبر مجرى محدد، يتم فيها فرز أولي للشوائب الخفيفة المرافقة بواسطة شفاط هوائي .
الشكل (2) مخطط يبين آلية عمل محطة غربلة وأجزائه الرئيسة
1- حوض تلقيم 2- حلزون تلقيم 3- أسطوانة تغذية 4- بوابة تحكم -5- فرز أولي 6- غربال علوي 7- جهاز نقل حركة بعمود مرفقي 8- قسم الفرز السفلي 9- سطح انزلاقي 10- ملحقات ضبط ميل الغربال العلوي -11- بوابة ضبط سرعة الهواء -12- فتحة سحب الهواء -13- حلزون رافع -14- سير مشطي لتنظيف الغربال العلوي -15- فرز نهائي للشوائب المرافقة 16- مجرى الحبوب النظيفة -17- مجرى الشوائب والمواد الغريبة
أما الحبوب فتساق على الغرابيل الاهتزازية؛ حيث يتم استبعاد جزء من المواد المرافقة في الغرابيل العلوية والأسطح الانزلاقية ، أسفلها، وما تبقى من الشوائب المرافقة يتم استبعادها في الغرابيل السفلية والشفاط الهوائي، ليتم فرز الحبوب عن المواد الغريبة والشوائب المرافقة عبر قنوات ومجاري خاصة لكل منها الشكل (3).
الشكل (3) مخطط يبين أنواع مختلفة من الغرابيل المستخدمة في فرز وتدريج الحبوب
a- غربال بثقوب دائرية ، c,b- غرابيل بثقوب متطاولة وبأشكال مختلفة d- غربال بثقوب مربعة شبكية الشكل
يمكن ضبط وضع الغرابيل وسرعة المروحة، وتوجيه الهواء والتحكم به. كما يستخدم غرابيل من نوع آخر مزودة بمضارب وأمشاط مركبة على العمود الوسطي للإدارة، والتي تدفع بالمواد الغريبة والشوائب أثناء دورانها خارج قميص الجهاز المحيط بها من خلال الفتحات التي تحتويها . وتشارك مروحة الشفط في إزاحة الأجزاء الخفيفة وفرزها والاتربة إلى خارج الجهاز ، عبر مجرى خاص كما تتساقط الحبوب النظيفة في مجرى آخر.
- استخدام المراوح الهوائية: وتعمل بمبدأ الفصل الهوائي بالاعتماد على خاصية الكتلة الحجمية وقوة تحريك الهواء.
- استخدام السيور والطاولات المائلة واسطوانات الفرز: وتعتمد مبدأ الاحتكاك (خاصية التدحرج). تزود أسطوانات الفرز بجيوب مختلفة في الحجم، وتدور حول محور افقي، أثناء مرور المواد من أحد جانبي الجهاز ، فإن الأجزاء الأقل حجماً تدخل في الجيوب ثم ترفع للمرور في مجرى خاص إلى خارج الجهاز. يتم تحريك الحبوب المتبقية بواسطة أذرع مركبة على العمود الوسطي لفرز ما تبقى من المواد الغريبة في الأسطوانات الآتية حتى تصل الحبوب إلى الطرف المؤدي إلى مجرى خارج الجهاز الشكل (4) .
الشكل (4) يبين مبدأ عمل أسطوانة فرز دوارة للحبوب
1- أسطوانة خلوية -2- حوض تجميع 3- خلية
- استخدام الأجهزة الضوئية - الكهربائية: تعتمد مبدأ اللون. يناسبها فرز الحبوب الكبيرة مثل عدس، فاصولياء، فستق، قهوة، كما يمكن استخدامها لفرز البندورة والحمضيات وغيره ويرتكز مبدأ عملها على أساس اللون، حيث تساق الحبوب المراد فرزها عبر حجرة للتصوير لتمييز اللون أو شدة اللون عبر الخلفية الموافقة لخلايا التصوير. وعند انحراف اللون أو شدته عن الحدود الطبيعية يتم ابعادها بطرق آلية مختلفة ميكانيكية وهوائية وكهربائية. وفيما يأتي نوضح آلية عمل الأجهزة الضوئية الشكل (5).
الشكل (5) مخطط يبن مبدأ عمل آلة التنظيف والفرز الضوئية – الكهربائية للحبوب
1- الحبوب 2- ناقل منزلق 3- سير ناقل 4- حجرة تصوير 5- خلايا تصوير 6- خلفية جمع التصوير 7- تيار هوائي مضغوط 8- جدار الفصل 9- منظم 10- تيار كهربائي -11- مخرج الحبوب -12- مخرج الشوائب
- استخدام الأجهزة المغناطيسية تعتمد مبدأ الشكل الخارجي للسطح (ناعم، خشن)، وخصائص السطح الخارجي للحبوب، وتتميز الحبوب الخشنة والمتضررة بقدرتها على جذب المسحوق المغناطيسي، حيث تكتسب بذلك خاصية مغناطيسية ذات كفاءة عالية بالمقارنة مع غيرها من الحبوب. يتم فرز الحبوب في الحقل المغناطيسي للجهاز بعد خلطها بمساحيق ذات خاصية مغناطيسية مثل اكاسيد الحديد بمعدل 3-7 [غ / كغ حبوب] ويمكن استخدام الماء أو الزيت لزيادة قدرة التصاق المسحوق بالحبوب. يتم فرز الحبوب الكاملة وغير المتضررة عن الحبوب المتضررة والشوائب الأخرى الشكل (6).
الشكل (6) مخطط يبين مبدأ عمل آلة التنظيف والفرز المغناطيسية للحبوب
1- الحبوب -2- خزان ماء 3- خزان المسحوق المغناطيسي 4- أسطوانة مغناطيسية 5- مخرج الحبوب 6- مخرج الحبوب الغريبة (أعشاب ، حبوب مكسورة) 7- مخرج المسحوق المغناطيسي 8- ناقل مائل 9- سير ناقل يتم فيه خلط الحبوب مع المسحوق المغناطيسي
2. تجفيف الحبوب وإعدادها للتخزين:
يهدف التجفيف إلى خفض المحتوى الرطوبي للحبوب للحد من تلف الحبوب المخزنة وتقليل نسبة الفواقد والمحافظة على المحصول بنوعية جيدة واطالة فترة التخزين. ويتعلق قابلية الحبوب للتخزين وزمن التخزين بنسبة رطوبة الحبوب ودرجة حرارة التخزين وعادة نحصد المحاصيل وتجمع بعد نضجها وجفافها. أما في الحالات التي تتطلب التبكير في موعد الحصاد، فيمكن ترك المحصول فترة زمنية في الحقل لكي يتم جفافها (تجفيف طبيعي). كما يمكن استخدام طرائق صناعية في التجفيف باستخدام الهواء البارد بدون الحرارة الإضافية أو الهواء الساخن أو معها. ويتميز الهواء الساخن بقدرته العالية على انتزاع الرطوبة بالمقارنة مع الهواء البارد، ولكن قد يتسبب في بعض التغيرات الكيميائية للمواد المجففة، وخاصة عند ارتفاع درجات الحرارة. وتعد المراوح هي القلب الميكانيكي لمجففات المحاصيل ، ويستخدم أنواع مختلفة من المراوح مثل الطاردة المركزية وتتميز بأنها هادئة نسبياً وذات كفاءة عالية، ومراوح السريان المحوري ( تدفع الهواء باتجاه موازي لعمود إدارتها)، وتتميز بأنها أقل تكلفة ولكنها أكثر ضوضاء. وتتوقف ضرورة التهوية على العوامل الآتية مثل حرارة الحبوب المخزونة، وحرارة الهواء الخارجي، ورطوبة الحبوب المخزونة، والرطوبة النسبية للهواء. أما كمية الهواء اللازمة فتتوقف بشكل أساسي على كمية المواد المخزونة وتقدر بحدود 2000 متر مكعب لكل طن من الحبوب. وبناءً عليه تتحدد نوعية المراوح اللازمة للتشغيل وزمن التهوية. تشغل المجففات بالاعتماد على الطاقة الكهربائية إذا توفرت التوصيلات المناسبة، وخاصة المجففات الثابتة. أما المجففات المتنقلة فيمكن تشغيلها بواسطة الجرار. وينتشر استخدام المجففات ذات السيور المتحركة والمجففات الدورانية، ويمكن تشغيلها وفق عدة أنظمة للتجفيف الحبوب ونذكر منها ما يلي:
• التجفيف على دفعات في الصوامع : يتم معاملة كميات محدودة من المواد في كل مرة على حدة، حيث يتم سحبها من الحجرات الخاصة بالحبوب الرطبة في الصومعة باتجاه المجففة على شكل طبقات بسماكة حوالي 1 م ومع اكتمال التجفيف تبرد الدفعة، من خلال إطفاء المحرقة وتشغيل المروحة فقط، ثم تسحب للخارج بواسطة روافع مناسبة وتوضع في صوامع التخزين النهائية. يستخدم لهذا الغرض أجهزة تجفيف ثابتة أو متنقلة محمولة على عجلات أو وسائل انزلاق.
• نظام السريان المستمر: حيث تدخل الحبوب الرطبة من أحد أطراف المجفف وبسماكة محدودة، وتخرج من الطرف الآخر مجففة وباردة. يمكن تغيير معدل سريان الحبوب خلال جهاز التجفيف لتلبية متطلبات المحصول الرطب. يمكن أتمتة هذا النظام بسهولة لأنه يمكن تعبئة الحبوب وتجفيفها ثم تبريدها وأخيراً تفريغها من دون أية مراقبة طالما توفرت الحبوب الرطبة في الصوامع التي تغذي المجفف.
ويستخدم لغرض التحكم في المجففات بعض الملحقات مثل ساعات التوقيت، وأجهزة ضبط الرطوبة ومنظمات درجة الحرارة الشكل (7).
الشكل (7) مخطط يبين مبدأ عمل المجفف المستمر
