Технология сушки зерна в рециркуляционных зерносушилках

В этих сушилках зерно многократно проходит циклы нагрева, отволаживания и промежуточного охлаждения, после чего часть рециркулирующего зерна окончательно охлаждают и направляют в склад. Одновременно с выпуском просушенного и охлажденного зерна в сушилку поступает соответствующее количество сырого зерна, так что общая масса рециркулирующего зерна остается постоянной. Число циклов, которые должно пройти просушиваемое зерно, зависит от требуемого общего снижения влажности, а также от снижения влажности за один цикл.

В рециркуляционной сушилке зерно в камеру нагрева равномерно поступает из бункера с загрузочным устройством и падает в виде дождя в потоке агента сушки, нагретым до температуры 250−350 оС. При этом семенное зерно контактирует с таким горячим агентом сушки только в течение 2−3 с и поэтому нагревается до температуры не выше 55−60 С. Затем нагретое зерно поступает в бункер для отволаживания на 10−12 минут, где происходит выравнивание температуры и частичное перераспределение влаги между отдельными зернами. После охлаждения, удаления части высушенного зерна и добавления новых порций сырого зерна нагревание повторяется. Вследствие хорошего перемешивания зерновой массы при рециркуляции зерно просушивается равномерно, качество его сохраняется, а влажность может быть снижена на 10−12% и более. И что особенно важно, не следует перед сушкой формировать партии зерна по влажности, как в шахтных зерносушилках. сушка зерно послеуборочный тепловой.

1. Режимы сушки зерна.

Под Режимом сушки следует понимать рекомендуемую температуру агента сушки и предельно допустимую температуру нагрева зерна и семян. Также необходимо контролировать общую продолжительность сушки и устанавливать число пропусков зерна через сушилку, или циклов сушки.

Режим сушки определяется:

• — родом и видом зерна и семян, или культурой;
• — исходной влажностью зерна и семян;
• — целевым назначением и качеством зерна и семян;
• — конструкцией и типом зерносушилки.

Главная сложность сушки зерна заключается в том, чтобы работать при использовании предельно допустимых температур нагрева агента сушки и нагрева зерна, обеспечить максимальную производительность сушилки при полном сохранении качества продукции. Превышение установленных температур нагрева агента сушки и зерна ведет к порче продукции, применение слишком мягкого режима обработки снижает производительность сушилок.

Температурная устойчивость зерна при сушке определяется, главным образом, температурной устойчивостью его белковых веществ. Превышение допустимой температуры нагрева зерна вызывает коагуляцию белка, утрату жизненных функций семян и способности их к прорастанию, а у зерна пшеницы — резкое ухудшение растяжимости белков эндосперма, снижение количества и качества клейковины. Семенное зерно необходимо сушить при более мягком температурном режиме, так как белки зародыша менее стойки к нагреву и, кроме того, зародыш находится непосредственно под оболочкой, прогревается и высыхает в первую очередь. Поэтому норма выработки при сушке семенного зерна по сравнению с продовольственным снижается в 2 раза.

Температурная устойчивость зерна зависит от его исходной влажности. Белки сухого зерна более устойчивы к нагреву, по мере повышения влажности эта устойчивость снижается. Поэтому сушку высоковлажного зерна следует начинать при мягком температурном режиме и с каждым последующим пропуском через сушилку постепенно усиливать его в соответствии с установленными рекомендациями, то есть применять ступенчатый режим сушки.

Для правильной эксплуатации сушилок важно различать температуру нагрева зерна и температуру агента сушки. Температура агента сушки почти всегда выше температуры зерна. Зерно охлаждается, если вода испаряется с его поверхности. Чем интенсивнее испарение, тем сильнее охлаждается зерно, и наоборот. Если температура зерна принимает температуру проходящего по межзерновым пространствам воздуха, это означает, что его сушка прекратилась, и зерно приняло равновесную влажность по отношению к этому воздуху. Различия между температурой агента сушки и зерна изменяются в широких пределах в зависимости от типа сушилки. Например, при обработке семян на шахтных сушилках такое различие будет 20−30 °С, на барабанных — 40−60 °С, на рециркуляционных сушилках еще выше. При обработке продовольственного зерна это различие достигает 70−100 °С и более.

Таким образом, определяющим в сохранении качества зерна при сушке, является температура его нагрева. Температура агента сушки должна быть такой, чтобы обеспечить поддержание заданной температуры нагрева зерна или семян в соответствии с их влажностью, целевым назначением и исходным качеством. Поэтому при сушке зерна и семян необходимо регулярно контролировать как температуру агента сушки, так и температуру нагрева зерна.

Термоустойчивость сырого зерна невысокая, поэтому температура нагрева зерна разных культур в зависимости от влажности и целевого назначения изменяется в небольших пределах. Семенное зерно большинства культур при сушке нагревают до 40−45 °С, зерно продовольственной пшеницы до 45−55 °С, зерно фуражного назначения до 50−60 °С. На выбор температурного режима сушки крупносемянных зернобобовых культур оказывает влияние их специфическая особенность — плохая влагоотдача и склонность к растрескиванию.

3.3 Обоснование режимов работы зерносушилок и контроль за сушкой Тепловая сушка зерна и семян в зерносушилках — основной и наиболее высокопроизводительный способ. Чтобы наиболее рационально организовать сушку зерна и семян, необходимо знать и учитывать следующие основные положения:

• — Предельно допустимая температура нагрева зерна и семян. Предельно допустимая температура зерна и семян зависит от культуры, характера их использования (целевого назначения), исходной влажности (до сушки).
• — Оптимальная температура агента сушки вводимого в камеру зерносушилок. При пониженной температуре агента сушки, по сравнению с рекомендуемой, зерно не нагревается до нужной температуры, или для достижения этого, увеличивают срок его пребывания в сушильной камере, что снижает производительность зерносушилок. Температура агента сушки выше рекомендуемой недопустима, т.к. вызывает перегрев зерна. Основной агент сушки — смесь топочных газов с воздухом.
• — Особенности сушки зерна и семян в зерносушилках различных конструкций. Эти особенности часто влекут изменение других параметров, и, прежде всего температуру агента сушки.

Особенности конструкций зерносушилок различных типов определяют возможности их использования для сушки семян различных культур. В барабанных сушилках не сушат бобовые, кукурузу и рис. Перемещение зерна в них и температура агента сушки (110…1300 С) таковы, что зерна и семена указанных культур растрескиваются и сильно травмируются [10].

Технология сушки зерна в барабанных сушилках.

В сельском хозяйстве широко используются для сушки зерна стационарные барабанные сушилки СЗСБ-8 и СЗСБ-8 А производительностью 8 т/ч. Благодаря хорошему контакту агента сушки с зерном представляется возможным за более короткий срок, чем в шахтных сушилках, удалить 3−5% влаги, используя для этого более интенсивный нагрев.

Время пребывания зерна в барабане 15…20 мин. Температура агента сушки при сушке зерна семенного назначения должна быть 100…1100 С, а при обработке продовольственного или фуражного зерна 180…2500 С. Для сушки семенного зерна предпочтительнее использовать, шахтные или камерные сушилки.

Таблица 1.

Режимы сушки зерна в зависимости от влажности и целевого использования.

Из таблицы 1 видно, что при сушке зерна семенного назначения необходимо установить более щадящие температурные режимы, в соответствии с нормативами, чем при сушке продовольственного зерна. Все культуры продовольственного и семенного назначения пропускаются через зерносушилку один или два раза в зависимости от первоначальной влажности.

2. Активное вентилирование Активное вентилирование — принудительное продувание зерна воздухом без его перемещения, что возможно вследствие скважистости зерновой массы. Воздух, нагнетаемый вентиляторами, вводится в зерновую массу через систему каналов или труб и пронизывает ее в различных направлениях. Холодным воздухом можно за несколько часов охладить всю зерновую массу и тем самым ее консервировать. Это особенно важно для ликвидации самосогревания.

Применение активного вентилирования обеспечивает высокий технологический и экономический эффект: снижает потери зерна при хранении и затраты труда на его обработку, повышает эффективность использования бункеров и складов для хранения зерна, дает возможность управлять процессом хранения.

Наряду со значительной технологической эффективностью активное вентилирование выгодно и в экономическом отношении. Оно исключает затраты на перемещение зерновой массы и значительно сокращает потребность в рабочей силе.

Активное вентилирование применяют в складах, на площадках, в специальных бункерах и силосах элеваторов. В сельском хозяйстве используют следующие установки: стационарные напольные с устройством постоянных каналов в полу склада или площадки; напольно-переносные, представляющие систему переносных воздухораспределительных каналов, укладываемых в нужном месте на пол склада или площадки, бункерные, трубные.

В установках воздух в каналы и решётки попадает через диффузор, соединённый с осевым или центробежным электровентилятором достаточной мощности и производительности. Вентиляторы присоединяют к диффузору за пределами склада и защищают от осадков. Часто в складе нужны всего один-два вентилятора. Поставив на колёса, их перемещают к нужным в данный момент диффузором. Для активного вентилирования используют различного типа осевые и центробежные вентиляторы.

Бункерные установки представляют собой цилиндрические или прямоугольные бункера разной высоты (8−12 м) или силосы элеватора (до 30 м), оборудованные специальными каналами для нагнетания воздуха в насыпь. Системы их различны. В одних воздух нагнетается снизу и проходит через всю высоту насыпи, в других продувание радиальное или послойное. При большой высоте насыпи применяют вентиляторы высокого давления.

В хозяйствах используют цилиндрические металлические бункера с радиальной подачей воздуха. Внутри бункера вертикально установлен цилиндрический канал, на стенках которого, так же как и на бункере, выштампованы отверстия для прохода воздуха. Нагнетаемый при помощи вентилятора воздух поступает в канал, из него попадает в зерновую массу и выходит наружу через перфорированные стенки. Внутри воздухораспределительного канала расположен перемещающийся воздухозапорный клапан, обеспечивающий равномерное распределение воздуха в зерновой массе на нужном уровне.

Новый способ активного вентилирования — применения аэрожолобов. Они представляют собой устройства, в которых сочетается перемещение зерна по горизонтали (полу склада) с одновременным активным вентилированием или самостоятельным продуванием.

Перед проведением вентилирования необходимо установить его целесообразность. При этом следует учитывать, что зерно влажностью 20% и более до отправки на сушку допустимо вентилировать непрерывно днем и ночью. При вентилировании менее влажного зерна во избежание его увлажнения учитывают погодные условия. Обычно опасность увлажнения зерна влажностью выше 17…18% возникает редко, т.к. воздух, проходя через вентилятор, всегда несколько нагревается и подсушивается.

Активное вентилирование Время охлаждения = 2000/уд. подача воздуха (4).

Время (оз. пшеница)=2000/70=28,6 ч Время (ячмень)=2000/45=44,4 ч Время (овес)=2000/110=18,2 ч Время (яр. пшеница)=2000/60=33,3 ч Площадь = Объем партии/высота насыпи (5).

Площадь (оз. пшеница)=232,½, 9=80,0 м².

Площадь (ячмень)=353,3/3,3=107,1 м².

Площадь (овес)=396,5/2,4=165,2 м².

Площадь (яр. пшеница)=262,3/3,1=84,6 м².

Таблица 2.

Режимы охлаждения зерна на установках активного вентилирования.

Для активного вентилирования выбрана установка СВУ-2 марки Проходка 500−2М производительностью 9−14*103 м3/ч для озимой и яровой пшеницы, ячменя. Вентилятор марки СВМ-6М производительностью 12−25*103 м3/ч — для овса. Длительность продолжительности охлаждения у ячменя объясняется большей массой зерна, подаваемой на охлаждение и составляет 201,4 т и высокой высотой насыпи 3,3 м. Продолжительность охлаждения наименьшая у овса (18,2 ч), так как удельная подача воздуха 110м3/ч.

3. Подготовка зернохранилищ к приему зерна нового урожая Защита зерна от уничтожения или порчи насекомыми, клещами и грызунами — важнейшее хозяйственное мероприятие. Существенную роль играет защита зерна и семян от птиц.

Мероприятия для защиты зерна и семян делятся на две группы: предупредительные (профилактические) и истребительные.

Предупредительные меры. Соблюдение их в сельском хозяйстве, как правило, исключает случаи массового заражения зерна вредителями и распространение их по другим объектам. Эти меры наиболее дешёвые и легко осуществимые.

Истребительные меры. Применяют как неизбежную необходимость при обнаружении заражённости. Они сложнее в техническом отношении, обычно дороже и, наконец, им предшествуют потери массы и качества зерна или семян.

Перед уборкой урожая, его обработкой и размещением проводят необходимые профилактические мероприятия. К ним относят тщательную механическую очистку всех объектов (токов, машин, складов и т. д.) с последующим уничтожением сметок и негодных отходов. Отходы, используемые в дальнейшем, обеззараживают и хранят отдельно.

Необходимо провести ремонт зернохранилищ, чтобы исключить попадание атмосферных осадков, а также провести механическую или ручную очистку от остатков зерна и пыли, в которых могут гнездиться насекомые и клещи и служить источником заражения новых партий зерна.

Очищенные объекты подвергают профилактической дезинсекции.

Особое внимание уделяют дератизации — борьбе с грызунами, и прежде всего с крысами.

В процессе приемки зерна нового урожая проводится комплексное обеззараживание всех зернохранилищ, средств механизации территории предприятия.

Таблица 3.

Виды работ по подготовке зернохранилищ к хранению зерна.

Дезинфекцию зернохранилищ проводят препаратом Катфос 560 г/кг. Допуск людей и загрузка складов после проветривания разрешается через 20 суток после обработки.

Для дератизации зернохранилищ используется родентицид Шторм. Выпускается в виде готовых к применению брикетов массой 16 г. Норма расхода: для мышей — раскладка по 1 брикету в нору, до двух брикетов в трубки и приманочные ящики. Пополнение приманки 1−3 раза в течение 10 дней.

8.1 Размещение зерна в хранилищах Зерно размещают с учётом целевого назначения (продовольственное, кормовое, посевной материал), влажности, наличия примесей, признаков заражённости вредителями хлебных запасов и болезнями.

При размещении семян в мешках необходимо соблюдать следующие правила. В хранилищах с асфальтированными или бетонными полами мешки надо укладывать на поддоны, отстоящие от пола на 15−20 см. Штабели мешков укладывают «тройником» и «пятерником». Ширина проходов между штабелями 0,7 м, расстояние до стен хранилища 0,5−0,7 м. При использовании штабелеукладчика по продольной оси склада оставляют центральный проезд шириной 3 м для штабелеукладчика. Все мешки при формировании штабеля укладывают внутрь зашитой (или связанной) стороной.

Особенно тщательно размещают семенные фонды: не только по сортам, но и обязательно в пределах сорта по репродукциям, категориям сортовой чистоты согласно актам апробации и классам, предусмотренным стандартами. Смешивание партий недопустимо.

Размещение зерна в зернохранилищах показано в таблице 4.

Таблица 4.

Размещение зерна в зернохранилищах.

Зернохранилище № 3 емкостью 700 т. Количество закромов 7 штук.

S закрома = 70 м².

Зернохранилище № 4 (склад фуражного зерна).

Зернохранилище № 4. Количество закромов 6 штук. S закрома = 70 м².

Схема укладки мешков в штабель «тройником»:

Длина мешка 0,9 м, ширина 0,45 м.

8 рядов мешков в высоту Размещение партии зерна озимой пшеницы штабелями «тройником"в складе № 5.

Ширина склада 15,2 м, длина склада 21,1 м, площадь — 320,7 м².

Наблюдение и контроль за зерновыми массами при хранении За зерновыми массами необходимо систематическое наблюдение в течение всего периода хранения. При отсутствии достаточного контроля за ними, несвоевременно принятых мерах будут значительные потери в массе и снижение качества.

К числу показателей, по которым при систематическом наблюдении можно безошибочно определить состояние зерновой массы, относят температуру зерновой массы, ее влажность, содержание примесей, состояние по зараженности вредителями хлебных запасов, показатели свежести (цвет и запах). В партиях семенного зерна дополнительно проверяют ее всхожесть и энергию прорастания.

Низкая температура на всех участках насыпи (8…10 0С) свидетельствует о благополучном хранении. Ее определяют в различных слоях зерновой массы. Повышение температуры зерна, не соответствующее изменению температуры воздуха, сигнализирует о начале самосогревания. Для определения температуры зерновой массы в складах используют обычные термоштанги, в металлическом или пластмассовом наконечнике которых помещен обычный ртутный или спиртовой термометр.

При хранении семенных фондов необходимо иметь по одной термоштанге на каждый закром. Термоштанга постоянно находится в насыпи, все верхнем (20…30 см от поверхности), среднем или нижнем слое (20…30 см от пола). Периодически ее перемещают в пределах насыпи [10].

Влажность определяют послойно, что позволяет судить о равномерности распределения. Ее определяют влагомерами «Колос», ЦВЗ-3, ИВЗ-М по средней пробе, отобранной от однородной партии. Периодичность наблюдений — раз в 1 мес. Влажность семян при хранении до года не должна превышать (%): для гороха — 16: пшеницы, ржи, ячменя, гречихи — 14,5; овса — 13,5. При хранении более года (%): гороха — 15; пшеницы, ржи, ячменя, овса, гречихи — 13, т. е. ниже критической [5].

Зараженность зерновой массы в складе проверяют раздельным исследованием проб по слоям насыпи (в верхнем, среднем и нижнем), так как вредители могут мигрировать на различные участки. Периодичность наблюдения зависит от состояния насыпи. В зависимости от температурного фактора установлена периодичность проверки на зараженность вредителями. При температуре зерновой массы ниже 0 — проводится 1 раз в месяц, выше 10 — раз в 10 дней.

Всхожесть семян определяют не реже одного раза в 4 мес и не позднее чем за 15…20 дней до сева. Результаты наблюдений заносят в журнал по установленной форме.