刘 英，范开欣，李小燕，许迎春

(甘肃畜牧工程职业技术学院，甘肃 武威 733006)

0 引 言

葵花籽具有营养丰富，含有大量的食用纤维，能够降低癌症的发病率，还可以提取油脂、蛋白质、绿原酸等优点，近几年产业得到了迅猛的发展[1-3]。研究发现，由于葵花籽较小，重量较轻，不容易与杂质进行风选，由此产生物料含杂率高的问题，因此亟待寻找一种适宜的清选技术，以期为后期的机械化生产提供技术支持[4]。

近年来，葵花脱籽、收获和清选机械装备的研发工作逐渐取得进展，但仍然与国际机械行业存在较大的差距。丁永金等[5]为了解决清选不彻底的问题，设计了一种切流复式双滚筒葵花脱籽机，并以风选加筛选的方式对物料进行清选。黄晓鹏等[6]针对现有葵花脱籽机存在的问题，设计了一种低破碎葵花脱籽机，并对脱籽机的脱籽性能进行了试验研究。郭书杰等[7]设计了一种风选式清选装置，并采用Fluent对该装置进行了流场分析，发现风选装置的转速为900 r/min时，清选效果较好。国内外有关葵花机械的研究主要集中在收获机械和脱籽机械上，但有关清选机械的研究相对较少。

笔者在前期简易清选装置的基础上，设计一种葵花清选机，并以损失率、含杂率和破碎率为试验指标，进行葵花清选试验，探究葵花清选机的机械性能，为后期葵花加工一体化提供技术指导。

1 整机结构及工作原理

针对葵花的物料特性和现有葵花脱籽机的结构，本研究设计了一种葵花清选机，其结构示意图如图1所示。

图1 葵花清选机的结构示意图

主要由输送装置、喂入装置、清选装置和传动装置等组成。由图可知，输送装置由输送带、输送槽和螺旋输送器构成，清选装置由离心风机、振动清选筛和分离装置等构成。进行清选作业时，物料在输送槽内经输送带作用传送至螺旋输送器内，通过喂入装置将其运至清选装置内，然后葵花籽在离心风机和分离装置的作用下进行一级清选，然后在振动清选筛作用下进行二级筛选，最终落入集料器内，从而实现物料的清选作业。

2 试验研究

2.1 试验指标

为了衡量清选装置的清选装置的清选效果，本研究以损失率、含杂率和破碎率作为清选试验的性能指标，具体的计算公式如下：

(1) 损失率：表示未通过清选装置的物料在总物料中所占的比例：

(1)

式中：η1为损失率，%；n1为完成清选作业后未通过清选装置物料的质量，kg；n2为通过清选装置物料的质量，kg。

(2) 含杂率：表示完成清选作业后杂质在谷物混合物中所占的比例：

(2)

式中：η2为损失率，%；n3为完成清选作业后物料中杂质的质量，kg；n4为完成清选作业后物料混合物的质量，kg。

(3) 破碎率：物料混合物完成清选作业后物料中破碎的葵花在物料混合物中所占的比例：

(3)

式中：η3为损失率，%；n5为完成清选作业后物料中破碎籽粒的质量，kg；n6为完成清选作业后物料混合物的质量，kg。

2.2 结果与分析

2.2.1 喂入量对清选效果的影响

当风机转速为700 r/min、振动筛频率为40 Hz时，喂入量对葵花清选机清选性能的影响如图2所示。

喂入量对物料清选性能的影响如图2所示。由图可知，随着物料喂入量的增加，物料的损失率、含杂率和破碎率均呈现逐渐增加的趋势。这是由于随着物料喂入量增加，在转速一定的条件下，物料间的碰撞次数也增加，造成物料的磨损量呈现上升的趋势，并且物料的除杂功能下降，也出现物料和杂物同时通过清选装置的现象，造成损失率增加[8]。同时发现，喂入量区间为800～1 000 kg/h时，物料的整体色泽较差。因此，在保证清选性能较好的条件下，喂入量适宜的工作范围为600～800 kg/h。

图2 喂入量对物料清选性能的影响

2.2.2 风机转速对清选性能的影响

当喂入量为200 kg/h、振动筛频率为40 Hz时，风机转速对葵花清选机清选性能的影响如图3所示。

图3 风机转速对物料清选性能的影响

图3表示风机转速对物料清选性能的影响。由图3可以直观地看出，风机转速对物料清选性能的影响较大，其中含杂率与风机转速呈负相关，物料损失率和破碎率与风机转速呈正相关。这主要是因为随着风机转速增加，设备的风速越大，杂质与物料的分离效果较好，但也容易造成物料产生损失率和损伤率较大的现象发生[9-10]。同时由现场试验可知，风机转速区间为550～650 r/min时，物料的外观较好，基本可以满足消费者的要求。因此，在保证清选性能较好的条件下，其风机转速的选择区间应为550～650 r/min。

2.2.3 振动筛频率对清选性能的影响

当喂入量为200 kg/h、风机转速为700 r/min时，振动筛频率对葵花清选机清选性能的影响如图4所示。

图4表示振动筛频率对葵花清选性能的影响。可以看出，含杂率与振动筛频率成反比，这是因为随着振动筛频率增加，物料的蓬松度相应提高，杂质被分离的概率也逐渐增大，含杂率减少。同时可见，损失率和破碎率与振动筛频率呈正相关，这可能是由于频率增加使得物料间的摩擦增加，物料完整度也相应减少。因此，在保证清选性能较好的条件下，其振动筛频率的选择区间应为30～50 Hz。

图4 振动筛频率对物料清选性能的影响

3 结 语

葵花籽含油量极高，味香可口，营养价值丰富，但在收获后的脱粒清选过程中普遍存在不易清选、分离设备损失率高、物料损伤较大的问题。文中针对葵花产后加工过程中存在的这一问题，设计了一种葵花清选机，并对其进行了清选试验，研究了工作参数对葵花清选效果的影响。结果表明，在保证清选效果较优的条件下，喂入量的工作范围为600～800 kg/h，风机转速的工作范围为550～650 r/min，振动筛频率的选择区间应为30～50 Hz。