第二章 种子清选、精选

第二章种子清选、精选基本知识重点1.种子清选特性2.种子清选的原理和方法3.种子清选机械种类和作用4.风筛式清选机的使用原理和方法一、概述1.概念：种子清选和分级：就是根据种子群体的物理特性以及与混杂物之间的差异性，在机械操作过程中，将种子与种子、种子与杂物（泥沙、碎片、颖壳、杂草等）分开。2.种子清选、精选的目的：就是从联合收获机、脱粒机以及其它方法脱下来的谷物中，完全分离开来(清粮)，并将清洁了的谷粒，按照形状，大小、比重等特征，分成不同的等级(选粮)，使谷粒的成色达到一致。谷物经过清选后，可以获得质量均匀，尺寸一致的种子。

3.意义：种用谷物经过清选以后，由于具备了良好的生长发育基础，不仅可以使播后苗齐、苗壮，充分发挥良种的增产作用，而且可以节约种籽用量。清选后的种子已清除掉其中大部分病虫害的籽粒，减少了今后感染的可能性，使田间杂草含量减少，作物生长整齐，成熟一致，有利于机械化作业。

商品粮经过清选之后，不仅可以提高品质和等级，增加经济收益，而且次品可作为饲料用粮，可以节约不必要的运输费用。清选：清除种子种混入的茎、叶、穗、和损伤种子的碎片、杂草种子、泥沙、石块、空瘪等掺杂物，以提高种子纯净度。精选：剔除混入的异作物或异品种种子，不饱满的、虫蛀的、劣变的种子，以提高种子的精度级别和利用率，即提高纯度、发芽率和种子活力。二、精选的技术要求1.通过精选机精选，净度达到标准。2.不损伤种子。3.精选机生产率高、通用性好。4.精选机结构简单、操作方便等。5.机器工作性能稳定。三、种子清选分级的原理收获后的谷粒常混有各种夹杂物，这些夹杂物和谷粒之间，有着不同的特性，只要找到谷粒和夹杂物有明显差异的特性，就可以利用它进行分选。清选机械常用的物理特性有以下几种：（一）种子的尺寸特性谷粒的大小和形状由长，宽。厚三个尺寸决定的。长度（l）最大，宽度（b）次之，厚度（a）最小，根据籽粒三个尺寸的大小可以分成以下几种情况：1、l>b>a为扁长形谷粒，如玉米，小麦等。2、L>b=a为圆柱形谷粒如小豆3、l=b>a为扁圆形谷粒，如野豌豆4、l=b=a为球形谷粒，如豌豆。

根据谷粒的这些特性，我们可以用圆孔筛，长孔筛和窝眼筒等工作部件分别按谷粒宽度，厚度和长度来进行分离。

谷粒和混杂物部有长、宽、厚这三个基本尺寸。最大尺寸为长度，其次为宽度，最小为厚度。同一种作物，各个谷粒的尺寸并非完全一致，而是在一定范围内变动。利用谷物和混杂物在某一尺寸方面存在的差异就可以进行清选。

1.按种子的长度分离(separationbylength)按长度分离是用圆窝眼筒来进行的。窝眼筒为一内壁上带有圆型窝眼的圆筒，筒内置有盛种槽。工作时，将需要进行清选的种子置于筒内，并使窝眼筒作旋转运动，落于窝眼中的短种粒(或短小夹物)被旋转的窝眼滚筒带到较高位置，接着靠种子本身的重力落于盛种槽内。长种粒(或长夹物)进不到窝眼内，由窝眼筒壁的摩擦力向上带动，其上升高度较低，落不到盛种槽内，于是长、短种子分开(如图4-2)。一般圆窝筒转速为30-45转/min。图10-1麦粒的尺寸特征2.按种子的宽度分离(separationbywidth)按宽度分离是用圆孔筛进行的。凡种粒宽度大于孔径者不能通过。当种粒长度大于筛孔直径2倍时，如果筛子只作水平运动，种粒不易竖直通过筛孔，需要带有垂直振动。3.按种子的厚度分离(separationbythickness)按厚度分离是用长孔筛进行的。筛孔的宽度应大于种子的厚度而小于种子的宽度，筛孔的长度应大于种子的长度，分离时只有厚度适宜的种粒通过筛孔。

根据种子大小，在固定作业的种子精选机上，就可以利用各种规格的分级筛圆孔筛，长孔筛和窝眼滚筒，精确地按种子宽度、厚度和长度分成不同等级如按籽粒的厚度来分离采用长方形筛孔的筛子。长方形筛孔的筛子不是按籽粒的长度来分离；因为虽然籽粒的长度很长，但当它竖立起来．只要宽度小于筛孔，才能从这些筛孔通过。同样道理，长方形筛孔也不能根据种子的宽度来分离。这是由于只要籽粒的厚度小于筛孔，虽然宽度方面不能被通过筛孔，但如籽粒侧转过来．它就能按自己的厚度从这些筛孔通过因此，长方形孔只能用按照籽粒的厚度来分离。

如籽粒和混合物间可以按宽度来分离时，可以采用圆孔筛。籽粒通过筛子时必需是竖立的，所以圆孔筛不宜以籽粒的长度和厚度来分离，这是由于籽粒的宽度大于筛孔直径时，虽其厚度比筛孔直径小，仍然不能通过。窝眼筒筛（二）利用空气动力学原理进行分离

这种方法按种子和杂物对气流产生的阻力大小进行分离。种子在垂直向上的气流中会出现三种情况：即种子下落、吹走和悬浮在气流中。使种子悬浮在气流中的气流速度，称之为临界风速。在分离过程中，可以利用种子和夹杂物之间临界风速的差异将其分开。如在清选小麦种子时，小麦种子的临界风速为8.9米/秒，可选择小于此风速的气流速度将颖壳和碎茎全部吹走，把小麦种子留下。

目前利用空气动力分离种子的方式除垂直气流分离外，还有平行气流分离和倾斜气流分离。上述临界风速的大小与种子形状、重量、大小和气流状态有关。一般要从实验中求得，且随条件不同，所得的数据也不相同，有时会相差很大。（三）根据种子表面结构进行分离(Separationbysurfacetexture)

如果种子混杂物中的某些成分，难以依尺寸大小或气流作用分离时，可以利用它们表面的粗糙程度进行分离。采用这种方法，一般可以剔除杂草种子和谷类作物中的野燕麦。例如清除豆类种子中的菟丝子，可以把种子倾倒在一张向上移动的布上，随着布的向上转动，杂草种子被带向上，而光滑的种子向倾斜方向滚落到底部(图4-4)。对形状不同的种子，可在不同性质的斜面上加以分离。斜面角度的大小与各类种子的自流角度有关，若需要分离的物质自流角有显著差异时，很易分离。（四）根据种子的比重进行分离(separationbyspecificgravity)

种子的比重因作物种类、饱满度、含水量以及受病虫害程度的不同而有差异，比重差异越大，其分离效果越显著。

1.应用液体进行分离利用种子在液体中的浮力不同进行分离，当种子的比重大于液体的比重时，种子就下沉；反之则浮起。这样，即可将轻、重不同的种子分开。一般用的液体可以是水、盐水、黄泥水等。这是静止液体的分离法。此外还可利用流动液体分离。种子在流动液体中，是根据种子的下降速度与液体流速的关系来决定种子流动得近还是远。种子比重大的流动得近，小的则远；当液体流速快时种子也被流送得远，流速过快会影响分离效果。

用此法分离出来的种子，若不立即用来播种，则应洗净、干燥，否则容易引起发热霉变。2.重力筛远其工作原理是重力筛在风的吸力(或吹力)作用下，使轻种子或轻杂质瞬时处于悬浮状态，作不规则运动，而重种子则随筛子的摆动作有规则运动，借此规律将轻重不同的种子分离。（五）.利用种子色泽进行分离(separationbycolor)

用颜色分离是根据种子颜色明亮或灰暗的特征分离的。要分离的种子在通过一段照时的光亮区域，在那里每粒种子的反射光与事先在背景上选择好的标准光色进行比较。当种子的反射光不同于标准光色时，即产生信号，这种子就从混合群体中被排斥落入另一个管道。这类分离法多半用于豆类作物中因病害而变色的种子和其它异色种子。四、谷物清选机械的分类

谷物清选工作，就是以谷物与夹杂物的不同物理机械性能为依据进行的。（1）利用谷粒空气动力学特性的如风选机、扬场机

等；（2）利用尺寸特性的如筛选机、窝眼式选粮筒等；（3）利用表面特性的如摩擦式清选机、螺旋分离器

等；（4）综合利用几种特性的如复式清选机、重力清选

机等。目前应用最多的是气流与筛子联合应用的清选机械。有的还配合窝眼选粮筒，既能清粮，又能分级，称为复式清选机。（一）种子的尺寸特性及其分离方法1、筛选机：

筛选法是使混合物在筛上运动，根据种子与杂质几何尺寸的大小，利用筛面进行清理和分级的设备。有的还配备吸风装置。

常用的有振动筛、高速振动筛、平面回转筛、筒筛和溜筛。

工作原理：根据种子的宽度和厚度进行分选。

工作部件：纺织筛面和冲孔筛面。（1）筛子的形式和选择目前机器上常用的筛子有三种型式，编织筛、鱼鳞筛和冲孔筛。这三种筛子各有优缺点应根据工作要求来选用。

编织筛是用铁丝编织而成。它对气流阻力小，有效面积大，生产率高。一般适宜作上筛。但孔形不准确，且不能调节，主要用于清理服出物中较大的混杂物。

鱼鳞筛一种是由冲压的鱼鳞形条片组合而成。筛孔尺寸是可调的，使用时不需要更换筛子。调整筛孔就能满足不同作物清选曲需要。另一种是在一块铁皮上冲出鱼鳞孔，因而筛孔尺寸不能变。

冲孔筛是在薄铁板上冲制孔而成。常用的有长方孔和圆孔两种。这种筛子孔眼尺寸一致，分离谷粒较精确。冲孔筛的筛片坚固耐用不易变形，但有效面积小，生产率稍低，不适于负荷大的分离工作。一般作下筛比较合适。在选择筛孔形式和尺寸时，应根据被筛物的组成和筛选要求按被筛物有所差别的某种尺寸特性，来确定用圆孔或长孔筛以及孔的尺寸。种子的尺寸愈接近筛孔的尺寸，其通过的机会愈小。两者尺寸相等时不能通过，如果种子的尺寸与孔相差太大，则起不到清选的效果，所以在选择筛孔形式和尺寸时，应使筛孔的尺寸略大于被筛物尺寸。（2）筛孔的尺寸和配置

圆孔的尺寸和配置圆孔筛的工作尺寸用圆孔直径d表示。圆孔在筛面上的分布对谷粒的通过性能和筛子分离完全度有很大的影响。种子通过筛孔的可能性随着筛孔在单位筛面上的总数增加而增加，也即与筛子的相对有效面积成正比。设筛子的工作面积为F(m2),总的筛孔面积为f(m2)，则相对的有效面积为u=f/Fu值愈大，种子通过筛孔的可能性也愈大。

长方孔的尺寸和配置长方孔的工作尺寸是筛孔的宽度b。筛孔长度用a表示，虽非筛子的工作尺寸，但必须大于种子长度，它对种子的分理性能有很大影响。长方形孔在筛面上布置一般有四种形式：直线形，棋形，倾斜形和交叉形。其中，以直线形，棋形应用较为广泛。

从强度的观点考虑，当筛面上受均匀载荷时，直线形的筛孔的孔间部分受拉伸，承担载荷的大部分，因而筛孔不易变形。而棋形配置的筛孔有有位于筛面内的横向力时，筛孔之间的间隔部分将弯曲使筛孔变形；从分离效果来看，在布置筛子时应使种子在筛面上的运动方向和长孔方向一致，以便有效地分离种子。清选机上筛子的配置

一般清选机上常装三组筛子：第一组筛子用来分离大的混杂物；第二组筛子用来分离小的混合物，第三组筛子用于对主要作物种子分级或分类。筛选机纺织筛面筛孔方形大杂和轻杂冲孔筛面圆形筛孔长方形筛孔按厚度不同按宽度不同种子宽度＞孔宽＞种子厚度

孔长＞种子长度厚度

分级大于或小于种子厚度的杂质种子长度＞孔直径＞种子宽度宽度

分级尺寸大于或小于种子宽度的杂质影响筛子分离效果的因素：筛体振动方式上筛和下筛的倾斜角度往复次数谷物层厚度筛子之间的配置通常有三种方法：a)

并联配置使后面的筛子的得到的被筛物均是通过前筛筛孔的过筛物。常用于简易的清选机，联合收获机的分离机构和复式脱粒机。b)

串连配置使后面的筛子的得到的被筛物均是前筛筛面滑下来的筛上物。应用于某些专用的种子清选机。c)

综合配置这种方法通常是第一个筛子和第二个筛子按并联配置，而第二个筛子和第三个筛子按串联配置。所以目前大部分的种子清选机都是采用这种配置方法。并联配置筛子串联配置筛子综合配置筛子图10-2

（3）

筛子在筛面上的运动

用筛选方法清选，必须保证被筛物能在筛面上移动，使谷粒有更多的机会由筛孔通过，而被阻留于筛面上的大杂物沿筛面流出。为了达到这一目比筛体常用四根吊杆悬起或支起。借曲柄连杆机构使它作往复运动。为了提高筛选质量，筛体本身有一较小的倾斜角度。

筛子的摆动有纵向和横向两种型式。横向摆动时，被筛物在筛面上作之字形移动，逐渐沿筛面滑出筛外，经过的路程校长，可以增加被筛物在筛面上的停留时间。纵向摆动，被筛物沿筛面纵向上下移动，下移较上移距离大，逐渐滑出筛外。经过的路程较短，在筛面停留的时间少，生产率高但分离效果较差，在其它条件相同时，所用筛子的长度应较纵间摆动者为大。摆动筛与振动筛的区别：摆动筛又称摇动筛，在食品工厂中常称为振动筛。从物料在筛面上受力来看，摆动筛与振动筛是不一样的。摆动筛是以往复运动为主，而以振动为辅，摆动次数在600次/min以下。振动筛在选矿和粮食筛选中，常是一次筛分产品，物料在筛面上是剧烈跳动的，是以振动为主，其振动次数为800～1500次/min。气流与筛片共同作用的清选机。它有一层或多层筛架，装有筛孔形状和尺寸不同的筛片，长孔筛按厚度、圆孔筛按宽度的差异清除杂质和对种子分级。在第一片筛子前和最后一片筛子后面，有垂直的吸气道，当种子物料顺气道下落或流经该气道下方时，其中的轻杂质和瘪粒种子即被吸走，随后降落在沉积室中，有的机器只在第一筛前设置一吸气道。多数配置清筛机构。

悬浮速度：种子在垂直气流作用下，出现悬浮状态时气流速度。表明了种子在垂直气流中悬浮状态的难易程度。影响因素：种子的形态、密度、体积及气流状态有关。（二）：风筛清选机：分选原理与方法风选谷物混合物，主要是利用谷粒和各种成分不同的临界速度与飘浮性能来进行的。常用方法有以下三种：（1）、垂直气流即利用风机产生的气流，在管道内向上吹吸和改变其流动速度，因而改变对谷物混合物作用力的大小来清选谷物。图10-4垂直气流式清选装置（2）、倾斜气流将风机产生的气流吹向正在从粮斗中落下或受筛分的混合物上，使迎风面积和漂浮系数较大、重量较小的夹杂物，被气流吹得较远；而漂浮系数较小的谷粒，则落在近处。农村普遍使用的风车即此原理。图10-5倾斜气流式清选装置（3）、抛掷清选它是将谷物混合物以较高的速度抛到空气中，利用空气对谷粒及混杂物阻力的不同，而被抛掷到不同的距离。其中飘浮系数较大的夹杂物受到空气的阻力较大，抛掷距离较近；而重量大的谷粒，由于惯性较大且受到空气阻力较小，就抛掷得较远，从而达到分离的目的。带式扬场机图10-6筛选法清理机工作状况图

（三）、比重式清选机

谷粒的比重，依其种类、湿度、成熟度和受病虫伤害程度的不同而有差别。因此，根据比重的大小，可将谷物混合物分离。

重力精选机，是综合利用气流与振动的原理，按比重分离谷物混合物的机械。重力清选机的分级台就靠比重法分离不同程度的物料和石块等。工作时，物料沿密孔金属网筛的斜面下滑，同时，由于台面下的气流作用和台面振动，物料依其比重不同分成层次，并处于不同的悬浮状态。最重的在下面，既受台面振动的推逐向右侧横移，又沿网面向上移动，在网面较高处排出。最轻的物料则浮于上层，很少受到台面的推逐，主要依靠斜向吹来的气流和台面倾斜作用，向最低点移动并经最左端流出。中层的谷粒，则依其层次所受到的不同推逐力和气流作用，分别由中间各出口流出。这样可按谷粒和杂物的不同比重分成3-5级。比重式清选机工作台面（四）、其他分选方法

谷物品种很多，特性各异，特别是种子清选，还涉及蔬菜、花卉、牧草、林果等，在形态上更是千差万别。利用前述四种分选原理已难以满足清选要求，为此，又依据籽粒的一些其他物理特性差异研制了不同的清选分离装置。

1、利用弹性分选籽粒质量与弹性有关，撞击(之字板)分选机就是按这一特性来清选的。2、利用表面粗糙度分选磁选机就是利用铁粉搅拌种子后，表面光滑和粗糙的种子粘附铁粉量的不同，磁铁能否吸住和吸力大小来分离的。3、利用颜色分选籽粒颜色不同和单色的深浅不同，可借助光电分选机光电效应加以辨别，并带动执行机构加以区分。4、利用电特性分选有些谷粒(种子)间的导电性、电介质渗透性和极化程度不同，可以据此采用静电法、介电法来清选。5.按物料的电磁特性分选按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质。6.按物料的光电特性分选、分级按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异，分出物料中的异色物料，如花生仁光电色选机、大米色选机和果蔬分选机等。利用紫外、可见、红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收、反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法。根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质,例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光，根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物，检出蛋品中霉菌、花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素。物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出，用可见光作激励光源，加上代替人眼的色彩传感器，测定对象物的反射光或透射光，可用于果品成熟度的判定、谷类种子、稻米、水果的分选等作业领域。日本、美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置，日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果。红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量，例如牛乳的成分计等。成熟度与新鲜度分析在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品，它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系，并表现出表面或内部颜色的不同。7.按物料的内部品质分级按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分、糖度、酸度等化学含量）进行分选和分级，采用的方法往往是物料的某些成分对光反射、透射和吸收、对电特性的影响、对磁特性的影响、对力学特性的影响、对温度特性的影响等无损检测的方法。8.按物料的其他性质分级按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选、分级。如采用嗅觉传感器检测物料的味道；采用计算机视觉系统检测物料的纹理、灰度等。五、其他清选、精选机械（一）除石机用于除去原料中的砂石。常用的方法有筛选法或比重法。筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同，利用筛孔形状和大小的不同除去砂石。比重除石机是利用砂石与原料比重的不同，在不断振动或外力（如风力、水力、离心力等）作用下，除去砂石。比重去石机（二）除草机用于除去原料中的杂草、茎叶等。常用的方法是风选法和浮选法。风选法是利用杂物与原料在空气中的悬浮速度不同，通过风力进行除杂的方法。浮选法是利用杂草、茎叶在水中与原料所受的浮力不同，把漂浮在水中的轻浮杂物除去。（三）除铁机除铁机用于除去原料中的铁质磁性杂物，如铁片、铁钉、螺丝等。常用的方法是磁选法。利用磁力作用除去夹杂在原料中的铁质杂物。磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式。（四）过滤器过滤器用于除去液体食品原料中的杂物，如原料乳中的牛毛、毛屑等。常用方法是过滤法，可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤，也可安装过滤器过滤。（四）除铁机原料在加工前必须经过严格的磁选，除去夹在原料中的铁性杂质，食品原料中中混入的磁性金属杂质，因其危害较大，为了保护加工机械和人身安全，所以必须用除铁机去除。除铁机又称磁力除铁机，它的主要工作部件是磁体。每个磁体都有两个磁极，其周围存在磁场，磁体分为电磁式和永磁式两种型式。五、种子清选、精选机械和要求1、种子清选、精选机械目前我国多数种子公司常用的种子加工机械主要是单机清选或复式、重力式配套清选分级。根据农业部农业机械化管理司、农业司、科技与质量标准司联合推荐的国内种子加工机械型号很多，有5X8-3.0型种子清选机；ZTM-4.0型种子加工成套设备；5XZ-1.0型重力式种子精选机等。

2．种子清选和精选工作的要求为了提高清选分级效果和生产率，在清选分级前，必须目的明确，熟悉被选种子的组成成分和分离特性，正确选用分离机械，合理调整机器运转，及时检查分离效果等。

（1）明确分离等级标准在种子分选前，首先应明确被分离种子应达到的等级标准，以便正确选择分离机型。

（2）了解种子组成及特性在选用分离机械前，必须分析种子在组成及特性，并明确被选种子的要求，以便正确选择机型和技术参数。

（3）熟悉机械性能不同清选分级机械均按分离目的而设计制造。只有熟悉机械性能，选用合适的清选分离机械，合理调节运转参数，才能获得最佳清选分离效果。

（4）及时检查分离效果在分离过程中，应及时了解清选分离效果，以便及时改进和调节机器运转参数，以获得最佳分离效果。

5XF-5.0风筛式清选机一、工作原理作物原种或农作物果实颗粒通过喂料控制闸板,进入风力除杂系统的进口吸风道,预先调整好的风力把物料中的粉尘和瘪籽等轻杂通过除尘和轻杂排出装置清除出去,接着物料落到筛箱第一层筛面上,随着筛子的振动,草秆和泥块等大杂物沿筛面流到大杂出口处排出。其余物料穿过筛孔落到第二层筛面上,因筛子不断地振动,物料中的中杂则沿第二层筛面流到中杂出口处排出;而较干净的物料穿过第二层筛孔落到第三层筛面上沿筛面排出,完成清洗;同时,轻质泥沙和杂草屑等细小杂质,经出口吸风道被再次吸出,而其余较重的小杂质则穿过第三层的筛孔从底板上流到小杂出口处排出。基本构造和组成该机基本结构：喂入量由闸板控制,前后吸气道中的气流由5.5kW电动机带动具有前向弯叶片的低燥声风机提供,各吸风道设有带刻度的可调装置,根据被选物料颗粒轻重的不同,可任意控制风压和风量;风机吸风口与清选机上部的气力分选密封箱上盖孔连接,风机的出口同除尘装置-防腐布袋构成通路。清选筛由上、中、下阶梯式的三层筛片及滑板组成。并通过弹性吊杆固定在机架上。筛箱边板使用优质木料粘接。筛片采用08#钢材料,筛片孔根据筛选作物种子的几何形状可冲压成长孔、圆孔、特型孔及相应尺寸的孔。筛片四周及中间用木条固定,筛片底部装一铁丝网,内装若干橡皮球,靠筛箱振动使橡皮球自动弹起而顶出筛孔中滞留的种子。每片筛子构成一个筛子总成,安装时可灵活地将预选好的筛子总成一块一块沿筛