第四章-園藝植物種子加工的原理與技術(1-3)課件

第四章_園藝植物種子加工的原理與技術(1-3)二、種子加工在農業(yè)生產中的作用（1）提高產量和經濟效益（2）減少播種量，節(jié)約成本（3）提供不同級別的商品種子，防止偽劣種子流通（4）便于機械化作業(yè)，提高勞動效率（5）減少農藥和化肥污染，促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展第二節(jié)園藝植物種子的清選與精選一、種子清選與精選的目的清選目的：清除混入種子中的莖、葉和損傷種子的碎片、異作物種子、雜草種子、泥沙、石塊、癟種子等摻雜物，以提高種子純凈度，并為種子安全干燥和包裝貯藏做好準備精選目的：剔除混入的異作物或異品種種子，以及不飽滿的、蟲蛀或劣變的種子，以提高種子的凈度級別和利用率精選前精選后甘草種子二、種子清選精選原理種子的清選與精選主要根據種子外形、比重、空氣動力學特性、色澤和靜電特性等的差異對種子進行分離（一）根據種子外形進行清洗精選的原理和技術可根據種子外形的差異，利用不同的篩子對其進行分離1、種子形狀和大小種子大小常以長度、寬度和厚度表示。主要有如下情況：長>寬>厚，為扁長形種子，如黃瓜、西瓜等；長>寬＝厚，為圓柱形種子，如紅小豆種子；長＝寬>厚，為扁圓形種子，如番茄、辣椒、茄子等；長＝寬＝厚，為球形種子，如豌豆種子等。二、種子清選精選原理（一）根據種子外形進行清洗精選的原理和技術2、篩子種類和篩孔形狀（1）篩子種類種子清選常用的篩子按其制造方法不同，分為沖孔篩、編織篩和魚鱗篩等沖孔篩編織篩可調魚鱗篩二、種子清選精選原理（一）根據種子外形進行清洗精選的原理和技術2、篩子種類和篩孔形狀（2）篩孔形狀常用沖孔篩的篩孔有圓孔、長孔和三角形孔等。方形篩菱形篩二、種子清選精選原理（一）根據種子外形進行清洗精選的原理和技術3、不同形狀篩孔的分離原理和分離用途根據種子形狀和大小，選用不同形狀和規(guī)格的篩孔進行分離。（1）圓孔篩按種子的寬度分離選擇圓孔篩，要求：種子的厚度＜篩孔直徑＜種子的長度只能限制種子的寬度：種子寬度大于篩孔直徑的，留在篩面上；種子寬度小于篩孔直徑的，則通過篩孔落下二、種子清選精選原理二、種子清選精選原理（一）根據種子外形進行清洗精選的原理和技術3、不同形狀篩孔的分離原理和分離用途（2）長孔篩按種子的厚度分離選擇圓孔篩，要求：篩孔長度＞種子長度(大兩倍左右)，篩孔寬度＜種子寬度只有按厚度分離：種子厚度大于篩孔寬度的留在篩面上種子厚度小于篩孔寬度的落于篩下：二、種子清選精選原理（一）根據種子外形進行清洗精選的原理和技術3、不同形狀篩孔的分離原理和分離用途（3）三角形篩三角形篩可用于三角形種子的分離，如蘿卜和雜草小酸模種子等：三角形篩及其分離原理二、種子清選精選原理（一）根據種子外形進行清洗精選的原理和技術3、不同形狀篩孔的分離原理和分離用途（4）窩眼筒和窩眼盤按種子長度分離喂入到窩眼筒或窩眼盤的種子，其長度小于窩眼口徑的，就落入圓窩內，并隨圓筒旋轉上升到一定高度后落入分離槽中，隨即被攪龍運走。長度大于窩眼口徑的種子，不能進入窩眼，沿窩眼筒的軸向從另一端流出。二、種子清選精選原理（一）根據種子外形進行清洗精選的原理和技術3、不同形狀篩孔的分離原理和分離用途（5）篩孔尺寸的選擇根據種子、雜質的尺寸，成品凈度及獲選率要求選擇篩孔的尺寸底篩：用于除去小雜，好種子留在篩面上。底篩篩孔尺寸大，小雜除去量多，有利于種子質量的提高，但獲選率降低。中篩：用于除去大雜，好種子通過篩孔。中篩孔越小，大雜除凈率越高，有利于成品種子質量的提高，但獲選率下降。上篩：用于除去特大雜質，便于種子流動和篩面均勻分布。注意：種子尺寸越接近篩孔尺寸，其通過的機會越少，二者尺寸相等時，實際上不能通過。因此，確定篩孔尺寸時，應比被篩物分界尺寸稍大些才可以。二、種子清選精選原理（二）根據種子空氣動力學特性清洗1、種子的空氣動力學特性按種子和雜物對氣流產生的阻力大小進行分離。任何一個處在氣流中的種子或雜物，除受本身的重力（G）外，還承受氣流的作用力（P）。G>P時種子下落G<P時種子被氣流帶走G=P時種子懸浮在氣流中，此時的氣流速度成為臨界速度或懸浮速度。二、種子清選精選原理（二）根據種子空氣動力學特性清選2、清選方式（1）垂直氣流：一般配合篩子進行，其工作原理如圖。（2）平行氣流：一般只能用作 清理輕雜質和癟粒，不能起種子分級作用，如風車垂直氣流分離1、輕雜質；2、篩網；3、種子二、種子清選精選原理（二）根據種子空氣動力學特性清選2、清選方式（3）傾斜氣流：在傾斜氣流作用下，輕種子和輕雜質被吹走的遠些，重種子就近落下。（4）拋仍分離：根據種子本身的重力和所受氣流壓力的大小而將種子分離傾斜氣流分離1、進料口；2、種子；3、輕雜質二、種子清選精選原理（二）根據種子空氣動力學特性清選2、清選方式（5）空氣篩：也叫風篩，利用種子空氣動力學特性和種子外形特性，將空氣流和篩子組合在一起在種子清選裝置①利用氣流去除輕雜質②利用上層篩除去在塊狀的雜質③利用第二層篩按種子大小進行粗分級④利用第三層篩對種子進行精篩選⑤種子經過第四層篩時，通入氣流，重的、好的種子落下來，輕種子和輕雜質被升舉而除去二、種子清選精選原理（三）根據種子表面特征清選根據種子表面形狀、表面粗糙程度，以及對摩擦系數的差異進行分離。1、分離原理種子放置斜面上，當重力在斜面方向上的分力大于種子與斜面間的摩擦力時，種子下滑。反之，種子向上移動。這樣，可將表面粗糙的種子和表面光滑的種子分離。二、種子清選精選原理（三）根據種子表面特征清選2、分離機具和方法最常用的是帆布滾筒。主要用于豆類中剔除石塊和泥塊，也能分離未成熟和破損種子。另外，根據分離的要求和被分離物的狀況，可采用不同性質的斜面：對形狀不同的種子，可選擇光滑的斜面；對表面狀況不同的種子，可采用粗糙程度不同的斜面。二、種子清選精選原理（三）根據種子表面特征清選2、分離機具和方法磁性分離機清選：磁粉和種子混合物一起經過磁性滾筒，光滑的種子不粘或少粘磁粉，可自由地落下，而雜質或粗糙種子粘有磁粉則被吸收在滾筒表面，隨滾筒轉到下方時被刷子刷落。這種清選機一般都裝有2～3個滾筒，以提高清選效果二、種子清選精選原理（四）根據種子色澤清選根據種子色澤上的差異進行分離將要分離的種子通過一段照明的光導區(qū)域，然后將每粒種子的反射光與事先在背景上選擇好的標準光色進行比較，當種子的反射光不同于標準光色時，即產生電脈沖信號，這些種子就從混合群體中被排斥落入另一個管道而分離。二、種子清選精選原理（五）根據種子比重清選種子的比重因作物種類、飽滿度、含水量以及受病蟲害程度的不同而有差異，比重差異越大，其分離效果越顯著。1、重力篩選二、種子清選精選原理（五）根據種子比重清選2、浮力篩選當種子的比重大于液體的比重時，種子就下沉；反之則浮起，即可將輕、重不同的種子分離開。一般所用的液體可以是水、鹽水、黃泥水等。這是靜止液體的分離法。此外還可利用流動液體分離二、種子清選精選原理（六）根據種子表面彈性清選利用不同種子的彈力和表面形狀的差異進行分離的。如螺旋式分離機。摩擦力大和彈性小的進入內滑道，相反進入外滑道。二、種子清選精選原理（七）根據種子負電性清選一般種子不帶電，但種子劣變后種子負電增加。據此設計種子靜電分離器，當種子混合樣通過電場時，帶負電的種子被正極吸引到一邊落下，得以除去低活力種子，達到提高種子活力目的。二、種子清選精選原理（八）利用種子孔洞清選有些種子如豆類容易遭受豆象蛀食，在種子表面出現孔洞，造成胚嚴重受損，從而失去種用價值，應當去除。采用針式滾筒，滾筒轉動時，有蛀洞種子的蛀孔套入針尖，隨滾筒轉動帶上升。當升到一定高度后，在種子重力和金屬絲刷的作用下落入集料槽內并排出，健康種子則在滾筒內移向另一端流出，從而得到分離。三、種子清選精選工作的要求（1）明確分離目的：分選前應明確其目的，即是清選還是精選，以及要求達到的分離等級標準，以便正確選擇分離機型。（2）了解欲選種子的組成：分析欲選種子大小、比重、色澤等特性及混雜物的特性，并明確獲選種子要求，以便正確選用清選、精選機械以及篩孔規(guī)格、窩眼直徑等技術參數。（3）熟悉機械性能，合理調節(jié)運轉數據：完全掌握機械性能，選用正確分離機件，合理調節(jié)運轉參數，才能獲得最佳效果。（4）及時檢查分離效果：在分離過程應及時了解清選、精選的效果，并及時改進和調節(jié)機器運轉參數，以獲得最佳分離效果。第三節(jié)園藝植物種子的干燥一、種子干燥的概念及目的1、概念利用一定的自然條件或機械設備，使種子內部水分不斷向外擴散，并通過蒸發(fā)降低種子含水量的過程。2、目的一般新收獲種子水分高達25～45%。因此，必須及時將種子干燥，把其水分降低到安全包裝和安全貯藏的水分，以保持種子旺盛的生命力和活力，提高種子質量，使種子能安全經過貯藏期。二、種子干燥的基本特性（一）種子的傳濕力1、概念種子從外界吸收水分或向外界散發(fā)水分的能力。2、影響傳濕力的因素種子本身的化學組成和細胞結構及外界溫濕度。種子內部結構疏松，毛細管較粗，細胞間隙較大，種子含淀粉多，外界溫度高時，傳濕力就強，反之則弱。3、種子傳濕力與種子干燥的關系傳濕力強的種子，干燥比較容易，可選擇較高的溫度干燥，干燥介質的相對濕度要低些，并可進行較大風量鼓風。二、種子干燥的基本特性（二）種子的干燥介質1、概念干燥時與種子接觸，把熱量帶給種子，使種子受熱，并帶走種子中汽化出來的水分的物質。常用介質：空氣、加熱空氣、煙氣（煙道氣和空氣混合體）2、干燥中介質對水分的影響影響種子干燥的條件是介質的溫度、相對濕度和流動速度。干燥介質起著載熱體和載濕體的雙重作用。干燥時介質的高溫使種子水分汽化并排出，介質的流動使排出的水分能及時移走，降低種子周圍介質的相對濕度，使汽化作用得以持續(xù)進行。二、種子干燥的基本特性（二）種子的干燥介質2、干燥中介質對水分的影響提高介質的溫度，是降低種子水分的重要手段。在一定的氣壓下，空氣溫度愈高，其飽和含水量愈大因此，溫度提高不僅能直接促進種子水分汽化，而且能降低空氣相對濕度，增加了空氣接受水分的能力，從而間接促進種子水分汽化。三、種子干燥的基本原理和過程（一）種子干燥的基本原理種子干燥，是通過干燥介質給種子加熱，利用種子內部水分不斷向表面擴散和表面水分不斷蒸發(fā)來實現的。種子表面水分的蒸發(fā)，取決于空氣中水蒸氣分壓的大小?？諝庵兴魵夥謮号c種子表面間水蒸氣分壓之差，是種子干燥的推動力，它的大小決定種子表面水分蒸發(fā)速度。壓力差大，種子表面水分蒸發(fā)速度快。種子干燥就是不斷降低空氣水蒸氣分壓，使種子內部水分不斷向外散發(fā)的過程。三、種子干燥的基本原理和過程（一）種子干燥的基本原理種子內部水分的移動現象，稱為內擴散。內擴散又分為濕擴散和熱擴散。（1）濕擴散：種子干燥過程中，水分的蒸發(fā)使種子表面含水率低于內部含水率，形成濕度梯度，引起水分從高濕區(qū)向低濕區(qū)移動，這種現象稱為濕擴散。（2）熱擴散：種子受熱后，表面溫度高于內部溫度，形成溫度梯度，使水分從高溫區(qū)向低溫區(qū)移動，這種現象稱為熱擴散。三、種子干燥的基本原理和過程（一）種子干燥的基本原理當溫度梯度與濕度梯度方向一致時，種子中水分熱擴散與濕擴散方向一致，會加速種子干燥，而不影響干燥效果與種子質量。若溫度梯度與濕度梯度方向相反，種子中水分熱擴散與濕擴散方向不一致，影響干燥速度和干燥效果。如果溫度較高、熱擴散比濕護散強烈時，往往種子內部水分向外移動的速度低于表面水分蒸發(fā)的速度，而影響干燥質量。嚴重時種子內部水分反而向內遷移，造成種子表面裂變等現象。加熱溫度較低時，由于種子體積較小,對水分移動影響不大三、種子干燥的基本原理和過程（二）影響種子干燥的因素影響種子干燥的主要因素有：相對濕度、溫度、氣流速度以及種子本身的生理狀態(tài)和化學成分。1、相對濕度溫度不變條件下，干燥環(huán)境中的RH決定了種子的干燥速度和失水量。同時也決定了干燥后種子的最終平衡含水量。2、溫度干燥環(huán)境的溫度高，一方面具有降低空氣RH、增加持水能力的作用，另一方面能使種子水分迅速蒸發(fā)。在相同的RH下，溫度高時干燥的潛在能力大。要盡量避免在溫度較低的情況下對種子進行干燥。三、種子干燥的基本原理和過程（二）影響種子干燥的因素3、氣流速度種子干燥過程中，種子排出的水分會在種子表面形成浮游狀氣膜層，阻止種子水分的蒸發(fā)。因此，必須有流動的空氣將種子排出的水分及時帶走，使種子干燥繼續(xù)進行。氣流速度高，則干燥速度快，干燥時間縮短。但氣流速度過高會加大風機功率和熱能損耗，且失水過快會對種子造成傷害。溫度越高，相對濕度越低，氣流速度越高，干燥效果越好；否則，干燥效果較差。注意：任何干燥條件都要以確保種子生命力為前提。三、種子干燥的基本原理和過程（二）影響種子干燥的因素4、種子本身生理狀態(tài)和化學成分（1）種子生理狀態(tài)對干燥的影響剛收獲的種子含水率較高，新陳代謝旺盛，進行干燥時宜緩慢，或先低溫后高溫進行兩次干燥。如果直接用高溫進行干燥，反而抑制種子內部水分向外擴散。（2）種子的化學成分對干燥的影響①

淀粉質種子（如甜玉米），其組織結構疏松，毛細管粗大，傳濕力強，干燥起來比較容易，可采用較高溫度進行干燥。三、種子干燥的基本原理和過程（二）影響種子干燥的因素4、種子本身生理狀態(tài)和化學成分（2）種子的化學成分對干燥的影響②蛋白質種子（如菜豆），組織結構緊密，毛細管較細，傳濕力弱，但種皮卻很疏松，易失去水分，應盡量采用低溫進行慢速干燥，否則會造成種皮破裂。③脂質種子（如甘藍），含有大量不親水的脂肪，水分比上述兩類種子容易散發(fā)，可采用高溫快速干燥。四、種子干燥的方法和所需設備常用的種子干燥方法有自然干燥、通風干燥、加熱干燥、干燥劑干燥和冷凍干燥等。（一）自然干燥自然干燥就是利用日光，風等自然條件或部分人工條件，使種子含水量降低達到或接近安全水分標準。1、優(yōu)缺點（1）優(yōu)點：簡便易于經濟安全，一般情況下種子不會喪失生命力，另外日光中紫外線還有殺菌殺蟲、促進種子后熟的作用，所以干燥應用最普遍。（2）缺點：受自然條件的制約，干燥時間較長。四、種子干燥的方法和所需設備（一）自然干燥2、干燥方法（1）脫粒前干燥：即收獲后進行田間干燥，如甜玉米的站桿扒皮，大豆的場院曬碼等。優(yōu)點：場地寬闊，可充分利用日光和風的作用。（2）脫粒后干燥：即曬種，利用陽光加熱干燥種子，風流動帶走水分。曬種時要不能直接將種子攤在水泥地面上，避免中午地面溫度過高燙傷種子。四、種子干燥的方法和所需設備脫粒前干燥脫粒后干燥四、種子干燥的方法和所需設備（二）鼓風干燥利用風機將外界冷涼干燥空氣吹入新收獲的、含水量較高的種子堆中，以帶走種子間隙的水汽和呼吸熱，防止熱量積累導致種子霉爛的干燥方法。鼓風干燥只有在外界相對濕度低于70%時，才比較有效。如果超過70%，開動風機不僅不能干燥種子，反而會使種子從空氣吸水。因此，鼓風可以暫時防止新收獲潮濕種子的發(fā)熱變質。四、種子干燥的方法和所需設備（三）加熱干燥利用加熱空氣作為干燥介質直接通過種子層，使種子水分汽化散出，從而干燥種子的方法。在溫暖潮濕地區(qū)，特別是大規(guī)模種子生產單位或長期貯藏的種子，需利用加熱干燥方法。根據對空氣的加溫程度和作業(yè)快慢可分為低溫慢速干燥法和高溫快速干燥法兩種。四、種子干燥的方法和所需設備（三）加熱干燥1、低溫慢速干燥所用的氣流溫度一般僅高于大氣溫度8℃以下，并采用較低的氣流流量。lm3種子可采用6m3/min以下的氣流量。干燥時間較長，多用于倉內干燥。2、高溫快速干燥用較高的溫度和較大的氣流量對種子進行于燥?？煞譃榧訜釟怏w對靜止種子層干燥和對移動種子層干燥兩種四、種子干燥的方法和所需設備（三）加熱干燥2、高溫快速干燥（1）對靜止種子層干燥：加熱氣流對以對流方式進行靜止種子層干燥，加熱氣體溫度一般可高于大氣溫度11～25℃，但最高溫度不宜超過43℃。（2）對移動種子層干燥：加熱氣流對移動的種子層干燥時，潮濕種子不斷加入干燥機，經干燥后又連續(xù)排出，所以這種方法又稱為連續(xù)干燥。這種干燥方法可使種子受熱均勻，提高生產效率和節(jié)約燃料。根據加熱氣流流動方向與種子移動方向匹配的方式，分為順流式干燥、對流式干燥和錯流式干燥。四、種子干燥的方法和所需設備