种子学chapter4.1-3种子加工原理与技术

第四章 种子加工原理与技术,第一节 种子加工的含义及其在农业生产上的作用,种子加工：对种子从收获到播种前采取的各种技术处理, 包括种子清选、精选分级、种子干燥、种子处理和包衣、种子引发和种子包装等一系列工艺过程，以改变种子的物理特性, 改进和提高种子品质, 获得具有高净度、高发芽率、高纯度和高活力的商品种子的过程。 加工内容：种子清选、干燥、精选、包衣、包装等加工工序。 加工目的：提高种子质量、耐贮性、种子价值和商品特性。,加工的生产意义： (1) 增加产量。 (2)减少播量、节约粮食。 (3)防止伪劣种子流通。 (4)便于机械化作业。 (5)减少污染，促进农业可持续发展 。,第二节 种子清选精选原理和技术,一、种子清选精选的目的意义 (一)种子清选精选的意义 刚收获的种子进行清选和精选分级是十分必要的。 因为含有： 各种废料 干叶 杂草种子、异作物种子 害虫等杂质,(二)种子清选精选的目的 1.除芒目的： 在风筛机清选时，有芒种子的芒会阻塞筛孔，影响种子的正常清选。 2.清选目的： 主要是清除混入种子中的茎、叶、穗，和损伤种子的碎片、异作物种子、杂草种子、泥沙、石块、空瘪子等掺杂物，以提高种子纯净度，并为种子安全干燥和包装贮藏做好准备。 3.精选目的： 主要是剔除混入的异作物或异品种种子，不饱满的、虫蛀或劣变的种子，以提高种子的净度级别和利用率。,二、种子清选精选原理 (一)种子的尺寸特性分离原理和技术 1.种子形状和大小 种子大小常以长度(l)、宽度(b)和厚度(a) 来表示(图)。主要有如下四种情况： lba，为扁长形种子，如水稻、小麦、大麦等的种子； lba，为圆柱形种子，如小豆等的种子； lba，为扁圆形种子，如野豌豆等的种子； lba，为球形种子，如豌豆种子等。,2.筛子种类和筛孔形状 (1)筛子种类 常用种子清选用筛按其制造方法不同，可分为冲孔筛、编织筛和鱼鳞筛等种类(图)。,图 筛子种类,(2) 筛孔形状 常用冲孔筛的筛孔有圆孔、长孔和三角形孔等。,图 种子清选筛孔类型,3.不同形状筛孔的分离原理和分离用途 根据种子形状和大小，可选用不同形状和规格的筛孔进行分离。 (1)圆孔筛 按种子的宽度分离选择圆孔筛。 种子的厚度筛孔直径种子的长度。 只能限制种子的宽度：种子宽度大于筛孔直径的，留在筛面上；宽度小于筛孔直径的，则通过筛孔落下(图)。,图 用圆孔筛清选种子的原理 a、b、c种子宽度小于筛孔直径(能通过筛孔) d种子宽度大于筛孔直径(通不过筛孔),(2)长孔筛 按种子的厚度分离选用长孔筛。 筛孔长度种子的长度(大两倍左右)， 筛孔宽度种子的宽度， 所以只有按厚度分离：种子厚度大于筛孔宽度的留在筛面上，小于筛孔宽度的落于筛下(图)。,图 用长孔筛清选种子的原理 a、b、c种子厚度小于筛孔宽度(能通过筛孔) d种子厚度大于筛孔宽度(不能通过筛孔),(3)三角形筛 三角形筛可用于三角形种子的分离(图)。在农业种子和杂草种子中存在三角形种子，如荞麦、蓼属和小酸模种子等，三角形筛就可用于从小麦中分离蓼属杂草种子，从梯牧草种子中分离出小酸模种子。,图 三角形筛和分离原理,(4)窝眼筒和窝眼盘 窝眼筒的窝眼有钻成和冲压两类。钻成的窝眼形状有圆柱形和圆锥形两种，而冲压的窝眼可制成不同规格的形状。 喂入到筒内的种子，其长度小于窝眼口径的，就落入圆窝内，并随圆筒旋转上升到一定高度后落入分离槽中，随即被搅龙运走。长度大于窝眼口径的种子，不能进入窝眼，沿窝眼筒的轴向从另一端流出。这样，就可按种子长短进行分离。 窝眼筒可以将小于种子(小麦)长度的夹杂物(草籽等)分离出去，也可以将大于种子长度的夹杂物(大麦等)分离出去。前者窝眼口径小于种子长度，而后者大于种子长度。(图A、B)。,图 窝眼盘和窝眼筒的分离作用 a种子落人窝眼简壁 b收集调节 c分选调节 d输送搅龙,(5)筛孔尺寸的选择 根据种子、杂质的尺寸分布，成品净度要求及获选率要求进行选择。 通常底筛让小杂质通过，用于除去小杂，而让好种子留在筛面上。底筛筛孔尺寸大，小杂除去量多，有利于质量的提高，但小种子淘汰量也相应增加。 中筛主要用于除去大杂，让好种子通过筛孔，而大杂留在筛面上到尾部排出。中筛孔越小，大杂除净率越高，有利于成品种子质量的提高，但获选率会相应下降。 上筛主要用于除去特大杂质，便于种子流动和筛面均匀分布。,根据杂质的特性，同一层筛可采用一种孔形或几种孔形，如加工大豆用的下筛，若以半粒豆杂质为主，可改用长孔筛或长孔和圆孔筛组合使用更为理想。 值得提出的是，种子尺寸越接近筛孔尺寸，其通过的机会越少，二者尺寸相等时，实际上不能通过。因此，确定筛孔尺寸时，应比被筛物分界尺寸稍大些才可以。,(6)筛孔的布置 种子通过筛孔的可能性是随着筛面上的筛孔面积之和的增加而增加的。设筛子的单位工作面积为F(m2)，而单位面积上的筛孔面积之和为f (m2)，则相对有效面积利用系数：,值越大，生产率越高。在材料允许的情况下，应尽量增加筛孔的面积。在孔距相同时，孔的排列形式不同，其值也不同。例如按棱形排列的圆孔筛比正方形排列的有效面积利用系数提高15%以上。按棱形排列，通常0.40.5。生产实践证明，棱形排列的圆孔筛用长轴作为种子流动方向，比用短轴作种子流动方向更利于提高产量和质量。,4.正确选用筛孔的技术 需预先根据种子尺寸的分布曲线和复合图来选用筛子种类和筛孔规格大小。 (1)分布曲线的制作 先取一定数量的种子样品，测量每粒种子的大小尺寸。然后以种子的尺寸为横坐标，每种尺寸的粒数或百分数为纵坐标，绘制成曲线，即为种子尺寸分布曲线图(图2.17)。几种作物种子尺寸列于表2.l。 (2)复合图的制作 首先测出种子样品的宽度和长度，然后按图2.18绘制成两种尺寸的复合图。从复合图就可确定获选百分率以及规格大小。,图2.17 小麦厚度分布曲线图 图2.18 大麦和燕麦长度和宽度复合图,(二) 种子的空气动力学特性和分离方法 1.种子的空气动力学特性 按种子和杂物对气流产生的阻力大小进行分离。任何一个处在气流中的种子或杂物，除受本身的重力外，还承受气流的作用力。重力大而迎风面小的，对气流产生的阻力就小，反之则大(表2.2)。,P=FV2 P：气流对物体的压力 ：阻力系数 ：空气密度 V：气流速度 F：物体的承风面积,GP 时种子下落 GP 时种子被气流带走 G=P 时种子悬浮在气流中，此时的气流速度成为临界速度或悬浮速度。,2.分离方式： 垂直气流：一般配合筛子进行，其工作原理如图2.20所示。,平行气流：一般只能用作清理轻杂质和瘪粒，不能起种子分级作用，如风车。,倾斜气流：倾斜气流作用下，轻种子和轻杂质被吹走的远些。重种子就近落下(图2.21) 。,抛仍分离：根据种子本身的重力和所受气流压力的大小而将种子分离(图2.22) 。,(三)按种子表面特性进行分离 1.种子表面特性 根据种子表面形状、表面粗糙程度，以及对摩擦系数的差异进行分离。,一粒重量为G的种子，放置在倾角为的斜面上，它与斜面的摩擦角为 (图2.24)，则摩擦力(F)为:FG cos·tg。当G sin G cos·tg ，即tgtg ，种子重力在斜面方向上的分力大于种子与斜面间的摩擦力时，种子下滑。,种子表面的光滑程度不一样，摩擦角也不相同。表面粗糙的摩擦角大，表面光滑的摩擦角小。,2.分离机具和方法 最常用的是帆布滚筒。主要用于豆类中剔除石块和泥块，也能分离未成熟和破损种子(图2.25) . 另外，根据分离的要求和被分离物的状况，可采用不同性质的斜面：对形状不同的种子，可选择光滑的斜面；对表面状况不同的种子，可采用粗糙程度不同的斜面。,磁性分离机清选 磁粉和种子混合物一起经过磁性滚筒，光滑的种子不粘或少粘磁粉，可自由地落下，而杂质或粗糙种子粘有磁粉则被吸收在滚筒表面，随滚筒转到下方时被刷子刷落(图2.26)。这种清选机一般都装有23个滚筒，以提高清选效果。,(四)按比重清选 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。 重力筛选:,浮力分离： 当种子的比重大于液体的比重时，种子就下沉；反之则浮起，即可将轻、重不同的种子分离开。一般所用的液体可以是水、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(图2.29)。,将要分离的种子通过一段照明的光导区域，然后将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，即产生电脉冲信号，这些种子就从混合群体中被排斥落入另一个管道而分离。,(五)利用种子色泽进行分离： 根据种子色泽明亮或灰暗的特征分离。,(六)利用种子表面的弹性分离,利用不同种子的弹力和表面形状的差异进行分离的。如螺旋式分离机。摩擦力大和弹性小的进入内滑道，相反进入外滑道。,(七)利用种子负电性分离： 一般种子不带电，但种子劣变后种子负电增加。据此设计种子静电分离器，当种子混合样通过电场时，带负电的种子被正极吸引到一边落下，得以除去低活力种子，达到提高种子活力目的. 目前有静电转筒分离机和电晕放电箱两种设备 。,二、种子清选分级的工作要求 1.明确分离目的 分选前，首先应明确其目的，即是清选还是精选，要求达到的分离等级标准，以便正确选择分离机型。 2.了解预选种子的组成 分析欲选种子大小、比重、色泽等特性及混杂物的特性，并明确获选种子要求，以便正确选用清选、精选机械以及筛规格大小、窝眼直径大小等技术参数。 3.熟悉机械性能，合理调节运转数据。 完全掌握机械性能，选用正确分离机件，合理调节运转参数，才能获得最佳效果。 4.及时检查分离效果。 在分离过程应及时了解清选、精选的效果，以便及时改进和调节机器运转参数，以获得最佳分离效果。,三、种子清选、精选机械,5XZ-5型重力式种子精选机 :正压比重式精选机，适用于种子经过风筛选初选后，进一步利用种子的比重，对各种谷物种子，如小麦、水稻、玉米、大麦、高粱、谷子等，对蔬菜种子如萝卜籽、油菜籽等，对经济作物，如脱绒棉籽、亚麻籽等种子进行精选。,5XZ-1.0型重力式种子精选机 : 负压比重式精选机，适用于种子经过风筛选初选后，进一步利用种子的比重，对各种谷物种子，如小麦、水稻、玉米、大麦、高粱、谷子等，对蔬菜种子如萝卜籽、油菜籽等，对经济作物，如脱绒棉籽、亚麻籽等种子进行精选。剔除霉烂变质、虫蛀、黑粉病、秕谷、芽谷等比重较轻的杂质。另外本机还可以清除石块等重杂。种子经过精选后，千粒重、发芽率、净度、纯度、整齐度都有显著提高。,第三节 种子干燥的原理和方法,一、种子干燥的目的和必要性 (一)目的 一般新收获种子水分高达2545%。因此，必须及时将种子干燥，把其水分降低到安全包装和安全贮藏的水分，以保持种子旺盛的生命力和活力，提高种子质量，使种子能安全经过贮藏期。 (二)必要性 1.防蒸死、防霉变、防虫蛀和防冻害 2.确保安全包装、安全贮藏和安全运输 3.保持包衣种子和处理种子的活力 4.为制种单位赢得了售种的最佳时机,二、种子干燥的基本特性 (一)种子的传湿力 种子吸收或散发水汽的能力称为种子传湿力。 1.影响传湿力的因素 主要决定于种子本身的化学组成和细胞结构及外界温湿度。种子内部结构疏松，毛细管较粗，细胞间隙较大，种子含淀粉多，外界温度高时，传湿力就强，反之则弱。因此说，禾谷类种子的传湿力比含脂肪多的豆类种子要强。 2.传湿力与种子干燥的关系 在干燥过程中，一定要根据种子的传湿力强弱来选择干燥条件。传湿力强的种子，干燥比较容易，可选择较高的温度干燥，干燥介质的相对湿度要低些，并可进行较大风量鼓风。,(二)种子干燥的介质 1.种子干燥介质 干燥时与种子接触，把热量带给种子，使种子受热，并带走种子中汽化出来的水分的物质称为干燥介质。 常用的干燥介质：空气、加热空气、烟气(烟道气和空气的混合体)等。 2.干燥中介质对水分的影响 防止种子发热变质、防冻、防止自热、防止种子发芽等