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蔬菜采种机

机械试用于根菜类、甘蓝类、绿叶菜类等蔬菜种株脱粒。1985年,茄果类的蔬菜采种机和西瓜脱子机已形成大、中、小型单机系列。种果采种机械按作业形式分单机和成套设备。脱子后的工艺处理方法,有发酵法、无发酵法和盐酸处理法。单机由破碎器、分离滚筒、滤汁器、减速器传动机构及机架、动力装置组成。成套设备包括单机的主要机构、接收—输送装置、洗涤—回收装置、离心甩干—烘干的脱水装置等。

对留种用的蔬菜果实进行机械加工处理和取出种子的机械。又名脱子机。如番茄、辣椒、茄子、黄瓜、西瓜、菜豆、大白菜、菠菜、胡萝卜等蔬菜收获后的种果和种株一般都能用机械采种。采种设备有单机和联合作业机组。单机只脱子或加初步分选、去杂。对带浆汁的蔬菜种果(瓜)除脱子外,还要去渣汁、进行洗涤过滤的湿加工处理。联合作业机组包括脱子,对种株采种的菜子同时进行清选分级,对种果采种的菜子同时进行洗涤、过滤、酸处理、烘干,回收脱子后的副产物(果肉或皮、残渣及果汁),加工成食品或饲料。

蔬菜种类多,种子各异,采种手续繁杂,周期长,劳动强度大。20世纪以前,蔬菜采种长期以手工操作。20世纪40年代以后,随着蔬菜杂交种子的普及,一些农业发达国家的种子加工机械在60年代初期迅速发展。70年代以来,美国、日本和苏联等国已采用蔬菜采种成套设备。1983年,中国开始研制瓜类和茄果类蔬菜种果的脱子机,并用小型粮食种子的脱粒清选机械试用于根菜类、甘蓝类、绿叶菜类等蔬菜种株脱粒。1985年,茄果类的蔬菜采种机和西瓜脱子机已形成大、中、小型单机系列。

种果采种机械

按作业形式分单机和成套设备。脱子后的工艺处理方法,有发酵法、无发酵法和盐酸处理法。单机由破碎器、分离滚筒、滤汁器、减速器传动机构及机架、动力装置组成。成套设备包括单机的主要机构、接收—输送装置、洗涤—回收装置、离心甩干—烘干的脱水装置等。番茄、黄瓜脱子为主的单机,如中国的5QGC-1200茄果类蔬菜采种机系列产品和美国的PS-PTTOL番茄采种机,有果实破碎,果肉与种子、果汁分离和种子与果汁分离三道工序(图1)。种果的运输,进料及种子分离后的浸泡,过滤干燥,装袋等仍用手工操作。种果由喂料口均匀送入破碎器,经旋转齿打碎,然后进入分离滚筒,沿筒壁翻滚,到接近滚筒最高点时落下,同时果肉果皮沿筒壁轴向外移。通过碎块间相互碰撞挤压,以及水淋作用,子粒、碎果肉和浆汁从滚筒筛孔漏入接子槽,果肉被排出机外。子粒、碎果肉、浆汁由接子槽出口进入滤汁器,种子即分离出来。分离滚筒和破碎轴转速、滚筒及滤汁器结构尺寸是保证机器技术经济指标的主要设计参数。滚筒转速的选择应符合旋转部件“临界转速”理论。转速过高,果肉和子粒贴在筒壁上与滚筒一起旋转,达不到分离目的;转速过低,物料在滚筒内动量太小,形成堆积,不能有效分离。破碎齿线速度大小影响果实的破碎效果,速度过高时果肉成泥状,粘结率提高,且增加功耗;过低时子粒脱净率下降,夹带损失提高。滚筒长度、倾斜角度直接影响生产率大小和分离效果。滤汁器锥筒长度,锥度,影响种子的清洁度。该机系列产品种果处理量每小时分别为1000公斤、500公斤、100公斤,脱净率大于95%,破碎率小于1%,损失率小于5%。1983年苏联试制成功甜椒采子机,工作原理同上,只是无破碎器。西瓜脱子机按进料不同分两种型式:一是整瓜喂入破碎,如中国4TZ-5144型子瓜脱子机;二是瓜瓤喂入破碎,如中国QZ-1型和TQ100型西瓜取子机。1976年苏联研制了番茄取子新工艺生产线(图2),采用连续洗槽和回收沉积种子的机构,番茄浸泡在种子处理装置内,鼓风机吹入空气,在强气流作用下,各区液体发生急剧摩擦,碎渣和粘液被水冲掉。随着水流旋转,纤维质和果皮与种子彻底分离。烘干机用预热空气对刚分离出的湿子进行热风干燥,得到含水量10~14%左右的干子。该流水线生产率每小时1.5万公斤,种子净度85%,发芽率92%(比发酵取种高4~5%)。1981年又将装有气泵的离心甩干机并入该流水线采种机组,减少了烘干过程的能耗。后来,美国在番茄脱子流水线中加进硫酸处理法。日本在实验室则采用盐酸法快速洗取番茄种子。1981年苏联使用葫芦科作物(如黄瓜、西葫芦、甜瓜等)的脱子流水线(图3),作业机组包括接收—输送装置、破碎分离机、种子洗涤装置、废料贮集斗。主要优点是转子分离器不受变向动态载荷影响,无振动,无断裂;在大量滑动物工作的过程中碎渣粘着率小于2%,种子清洁度85%,无需配置清洗泥浆槽,排除了沉积物中种子损耗,简化和缩短了机械清理程序。生产率平均每小时1.5万公斤,种子在接收槽里损耗仅0.2%,在分离过程中损耗仅1~2%。

图1 5QGC-1200茄果蔬菜采种机结构简图

图2 番茄取子流水线示意图

种株采种机械

种株成熟后,经自然风干或烘干,用普通小型粮食脱粒机和小粒种子的清、精选机械完成采种全过程的加工处理。由种株脱粒的蔬菜种子,有带毛、粒小、形状不规则、含杂率高等特点,在脱粒风选时须选择合适的风量风速范围,在平面筛选和窝眼筒选时,须选择适宜的筛孔形状尺寸,必要时须进行重力式清选分级。如胡萝卜种株脱粒后,清选除杂是采种过程的主要环节。杂草子的长度、宽度、厚度、飘浮系数、介电系数和其他特征与种子接近,唯独比重有差别。当稗草子含量超过种子混合物0.4%时,必须用水力分离法精选采种。1978年苏联制定胡萝卜采种技术操作法,并试验成功用水力分离法加工胡萝卜子成套设备流水线(图4)。第一台清选机按厚度把稗草子清除,第二台清选机按宽度把外表粗糙的蓼科杂草子清除,窝眼筒按长度把苋科、藜科杂草子及其他杂子清除,同时排除主要作物种子碎屑。重力式分选机按比重清除无皮壳的稗草子和其他杂子。需要水力分离法精选采种时,还应包括水力分离机、离心甩干机和烘干机。这种流水线每小时可处理100~150公斤,净度可达到1级种子规格。

图3 葫芦科作物种子分离流水作业示意图

图4 胡萝卜子采种的清洗分级技术流程示意图