Общая характеристика способов сушки зерновых масс

Лекция 10: Основы зерносушения

План

1.Способы сушки зерновых масс.

2.Характеристика основных типов зерносушилок

3. Режимы тепловой сушки

1.Значимость режима хранения зерновых масс в сухом состоянии привела к широкому распространению различных способов сушки зерновых масс всех культур. Все способы сушки зерна и семян основаны на их сорбционных свойствах. Если зерновую массу или отдельные зерна и се­мена поместить

в среду, где будет происходить отдача влаги в виде пара или даже жидкости (что бывает реже), т. е. создать условия для десорбции, то можно наблюдать процесс высушивания.

Продолжительность высушивания и эффект влагоотдачи зави­сят как от самого объекта сушки (семян той или иной культуры, их влажности и т. д.), так и от состояния и свойств агента сушки, т. е. той среды, которая обладает значительной влагоемкостью. В связи с этим довольно детально изучены свойства зерна или семян различных культур (отдельно семян и их массы) и свойства агентов сушки при различных параметрах.

Все способы сушки зерна и семян можно разделить на две группы: 1) без специального использования тепла (без подвода тепла к высушиваемому объекту) и 2) с использованием тепла.

Примером способов первой группы служит сушка путем кон­такта зерновой массы с водоотнимающими средствами твердой консистенции (сухой древесиной, активированным углем, сульфа­том натрия и др.) или обработка зерновой массы достаточно сухим природным воздухом.

Второй способ (с подводом тепла) основан на создании условий, обеспечивающих повышение влагоемкости окружающей зерно паровоздушной среды. В этом случае агентом сушки, или, иначе, теплоносителем, является воздух, влагоемкость которого значительно повышается в результате его нагрева. Наи­более распространенный способ с использованием тепла — сушка в специальных устройствах — зерносушилках и сушка зерна на солнце (воздушно-солнечная сушка). Из способов сушки зерна, относимых к первой группе, в сель­скохозяйственном производстве применяют химическую (сушку сульфатом натрия) и сушку природным воздухом с использованием для этого установок активного вентилирования зерновых масс.

2. Предельно допустимая температура нагрева зерна и семян зависит от: 1) культуры; 2) характера использования зерна и семян в дальнейшем (т. е. целевого назначения); 3) исходной влажности зерна и семян, т. е. влажности их до сушки.

Чем больше в зерне и семенах свободной воды, тем они менее теплоустойчивы. По­этому при содержании в них влаги более 20 %, и особенно 25 %, должна быть снижена температура теплоносителя и нагрева семян. Так, при исходной влажности гороха и риса 18 % допустимая температура нагрева равна 45 °С, а температура тепло­носителя 60 °С. Если исходная влажность этих семян 25 %, то до­пустимая температура соответственно будет 40 и 50°С. При этом снижение температуры приводит и к уменьшению испарения (или, как говорят, съема) влаги.

Еще сложнее сушить крупносемянные бобовые, когда при большей влажности (30 % и выше) сушку в зерносушилках при­ходится проводить при низкой температуре теплоносителя (30 °С) и нагрева семян (28—30 °С) с незначительным съемом влаги за пер­вый и второй пропуски. Особенности конструкций зерносушилок разных типов и ма­рок определяют возможности их использования для сушки семян различных культур. Так, в барабанных сушилках не сушат бобо­вые, кукурузу и рис. Перемещение зерна в них и температура агента сушки (110—130 °С) таковы, что зерна и семена указанных культур растрескиваются и сильно травмируются.

Рассматривая вопросы тепловой сушки в зерносушилках, нужно помнить о неодинаковой влагоотдающей способности зерна и семян различных культур. Если влагоотдачу зерна пшеницы, овса, ячменя и семян подсолнечника принять за единицу, то с учетом применяемой температуры теплоносителя и съема влаги за один пропуск через зерносушилку коэффициент (К) будет равен: для ржи 1,1; гречихи 1,25; проса 0,8; кукурузы 0,6; гороха, вики, чечевицы и риса 0,3—0,4; кормовых бобов, фасоли и люпина 0,1— 0,2.

Следует иметь также в виду, что вследствие определенной влагоотдающей способности зерна и семян почти все сушилки, применяемые в сельском хозяйстве, обеспечивают съем влаги за один пропуск зерновой массы только до 6 % при режимах для зерна продовольственного назначения и до 4—5 % для посевного материала. Поэтому зерновые массы с повышенной влажностью приходится пропускать через сушилки 2—3 или даже 4 раза.

3. Тепловая сушка зерна и семян в зер­носушилках — основной и наиболее высокопроизводительный спо­соб. Ежегодно такой сушке подвергаются десятки мил­лионов тонн зерна и семян. Сушка должна быть правильно организована и проводиться с наи­большим технологическим эффектом.

Чтобы наиболее рационально организовать сушку зерна и се­мян, необходимо знать и учитывать следующие основные положе­ния.

1.Предельнодопустимуютемпературуна­грева, т.е. до какой температуры следует нагревать данную партию зерна или семян. Перегрев всегда приводит к ухудшению или даже полной потере технологических и посевных качеств. Недостаточный же нагрев уменьшает эффект сушки и удорожает ее, так как при меньшей температуре нагрева меньше будет уда­лено влаги.

2. Оптимальную температуру агента сушки (теплоносителя), вводимого в камеру зерносушилки. При пони­женной по

сравнению с рекомендуемой температуре теплоносителя зерно не нагревается до нужной температуры или для достижения этого потребуется увеличивать срок пребывания зерна в сушиль­ной камере, что снижает производительность зерносушилок. Тем­пература агента сушки выше рекомендуемой недопустима, так как вызовет перегрев зерна. Основным агентом сушки (теплоноси­теля) в применяемых сушилках является смесь топочных газов с воздухом. Для получения нужной температуры агента имеются регулирующие устройства.

1.Манжесов В.И., Попов И.А., Щедрин Д.С. Технология хранения растениеводческой продукции: учебное пособие. — Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2009. — 249 с.

2.Вобликов Е.М. Технология элеваторной промышленности.- Санкт-Петербург: Лань, 2010. — 384 с.

3.Трисвятский Л.А., Лесик Г.В., Кудрина В.Н. Хранение и технология сельскохозяйственной продукции. — М.: Агропромиздат,1991. -415с.

4.Личко Н.М. Стандартизация и подтверждение соответствия сельскохозяйственной продукции.-М.: ДеЛи плюс, 2013.- 512с.

Источник

Лекция 10: Основы зерносушения

План

1.Способы сушки зерновых масс.

2.Характеристика основных типов зерносушилок

3. Режимы тепловой сушки

1.Значимость режима хранения зерновых масс в сухом состоянии привела к широкому распространению различных способов сушки зерновых масс всех культур. Все способы сушки зерна и семян основаны на их сорбционных свойствах. Если зерновую массу или отдельные зерна и се­мена поместить

в среду, где будет происходить отдача влаги в виде пара или даже жидкости (что бывает реже), т. е. создать условия для десорбции, то можно наблюдать процесс высушивания.

Продолжительность высушивания и эффект влагоотдачи зави­сят как от самого объекта сушки (семян той или иной культуры, их влажности и т. д.), так и от состояния и свойств агента сушки, т. е. той среды, которая обладает значительной влагоемкостью. В связи с этим довольно детально изучены свойства зерна или семян различных культур (отдельно семян и их массы) и свойства агентов сушки при различных параметрах.

Все способы сушки зерна и семян можно разделить на две группы: 1) без специального использования тепла (без подвода тепла к высушиваемому объекту) и 2) с использованием тепла.

Примером способов первой группы служит сушка путем кон­такта зерновой массы с водоотнимающими средствами твердой консистенции (сухой древесиной, активированным углем, сульфа­том натрия и др.) или обработка зерновой массы достаточно сухим природным воздухом.

Второй способ (с подводом тепла) основан на создании условий, обеспечивающих повышение влагоемкости окружающей зерно паровоздушной среды. В этом случае агентом сушки, или, иначе, теплоносителем, является воздух, влагоемкость которого значительно повышается в результате его нагрева. Наи­более распространенный способ с использованием тепла — сушка в специальных устройствах — зерносушилках и сушка зерна на солнце (воздушно-солнечная сушка). Из способов сушки зерна, относимых к первой группе, в сель­скохозяйственном производстве применяют химическую (сушку сульфатом натрия) и сушку природным воздухом с использованием для этого установок активного вентилирования зерновых масс.

2. Предельно допустимая температура нагрева зерна и семян зависит от: 1) культуры; 2) характера использования зерна и семян в дальнейшем (т. е. целевого назначения); 3) исходной влажности зерна и семян, т. е. влажности их до сушки.

Чем больше в зерне и семенах свободной воды, тем они менее теплоустойчивы. По­этому при содержании в них влаги более 20 %, и особенно 25 %, должна быть снижена температура теплоносителя и нагрева семян. Так, при исходной влажности гороха и риса 18 % допустимая температура нагрева равна 45 °С, а температура тепло­носителя 60 °С. Если исходная влажность этих семян 25 %, то до­пустимая температура соответственно будет 40 и 50°С. При этом снижение температуры приводит и к уменьшению испарения (или, как говорят, съема) влаги.

Еще сложнее сушить крупносемянные бобовые, когда при большей влажности (30 % и выше) сушку в зерносушилках при­ходится проводить при низкой температуре теплоносителя (30 °С) и нагрева семян (28—30 °С) с незначительным съемом влаги за пер­вый и второй пропуски. Особенности конструкций зерносушилок разных типов и ма­рок определяют возможности их использования для сушки семян различных культур. Так, в барабанных сушилках не сушат бобо­вые, кукурузу и рис. Перемещение зерна в них и температура агента сушки (110—130 °С) таковы, что зерна и семена указанных культур растрескиваются и сильно травмируются.

Рассматривая вопросы тепловой сушки в зерносушилках, нужно помнить о неодинаковой влагоотдающей способности зерна и семян различных культур. Если влагоотдачу зерна пшеницы, овса, ячменя и семян подсолнечника принять за единицу, то с учетом применяемой температуры теплоносителя и съема влаги за один пропуск через зерносушилку коэффициент (К) будет равен: для ржи 1,1; гречихи 1,25; проса 0,8; кукурузы 0,6; гороха, вики, чечевицы и риса 0,3—0,4; кормовых бобов, фасоли и люпина 0,1— 0,2.

Следует иметь также в виду, что вследствие определенной влагоотдающей способности зерна и семян почти все сушилки, применяемые в сельском хозяйстве, обеспечивают съем влаги за один пропуск зерновой массы только до 6 % при режимах для зерна продовольственного назначения и до 4—5 % для посевного материала. Поэтому зерновые массы с повышенной влажностью приходится пропускать через сушилки 2—3 или даже 4 раза.

3. Тепловая сушка зерна и семян в зер­носушилках — основной и наиболее высокопроизводительный спо­соб. Ежегодно такой сушке подвергаются десятки мил­лионов тонн зерна и семян. Сушка должна быть правильно организована и проводиться с наи­большим технологическим эффектом.

Чтобы наиболее рационально организовать сушку зерна и се­мян, необходимо знать и учитывать следующие основные положе­ния.

1.Предельнодопустимуютемпературуна­грева, т.е. до какой температуры следует нагревать данную партию зерна или семян. Перегрев всегда приводит к ухудшению или даже полной потере технологических и посевных качеств. Недостаточный же нагрев уменьшает эффект сушки и удорожает ее, так как при меньшей температуре нагрева меньше будет уда­лено влаги.

2. Оптимальную температуру агента сушки (теплоносителя), вводимого в камеру зерносушилки. При пони­женной по

сравнению с рекомендуемой температуре теплоносителя зерно не нагревается до нужной температуры или для достижения этого потребуется увеличивать срок пребывания зерна в сушиль­ной камере, что снижает производительность зерносушилок. Тем­пература агента сушки выше рекомендуемой недопустима, так как вызовет перегрев зерна. Основным агентом сушки (теплоноси­теля) в применяемых сушилках является смесь топочных газов с воздухом. Для получения нужной температуры агента имеются регулирующие устройства.

Литература:

1.Манжесов В.И., Попов И.А., Щедрин Д.С. Технология хранения растениеводческой продукции: учебное пособие. — Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2009. — 249 с.

2.Вобликов Е.М. Технология элеваторной промышленности.- Санкт-Петербург: Лань, 2010. — 384 с.

3.Трисвятский Л.А., Лесик Г.В., Кудрина В.Н. Хранение и технология сельскохозяйственной продукции. — М.: Агропромиздат,1991. -415с.

4.Личко Н.М. Стандартизация и подтверждение соответствия сельскохозяйственной продукции.-М.: ДеЛи плюс, 2013.- 512с.

Источник

Сушка зерна – важнейший технологический процесс в сельском хозяйстве

После того, как собран посевной продукт, – пшеница, бобовые и зерновые, семена кукурузы, крупяных и других культур, – фермеры должны обеспечить необходимые условия для подготовки зерна к обработке, а также снятию влажности. Данный технологический процесс носит название сушки посевного зерна.

В сельскохозяйственном производстве сушка является главным и завершающим этапом работы, способствующим консервации зерна необходимого качества. Однако обеспечить лучшее качество можно лишь при сушке зерновой массы на специальном оборудовании, при этом использовать старые методы (к примеру, сушку под прямыми лучами солнца) не рекомендуется. Дальше мы более подробно остановимся на целях и технологиях сушки, съема влажности, нагрева зерна в стационарных сушилках, качестве теплоносителя (агента сушки, воздуха), а также на ряде других вопросов, которые напрямую связаны с обработкой зерна.

Основные цели сушки зерна

Сушка зерна представляет собой процесс снижения его влажности до получения продукции нужной кондиции. Благодаря качественной сушке обеспечивается длительное хранение зерна с требуемым классом и качеством.

За счет испарения влаги увеличивается содержание сухого вещества, но если сушка проводится неправильно, то зерно может пострадать гораздо больше и намного быстрее, чем вообще при отсутствии сушки.

Одно из условий качественной обработки посевной продукции заключается в том, что в сердцевине давление пара должно быть меньше атмосферного давления. Влажность в этом случае переходит к периферии от центра, однако данный переход должен быть не очень быстрым. При повышенной температуре оболочка зерен может сгореть, так что при сушке нужно применять специальные технологии.

Основные задачи обработки зерна:

• Дозревание. Одной из особенностей сушки является равномерное распределение зерна по степени зрелости и показателям влажности. После проведения качественной сушки (к примеру, свежего ячменя) ускоряется процесс его дозревания. Зерно, отправляемое после сушки на длительное хранение, также дозревает, тем самым повышается его рыночная стоимость. Нужно лишь обеспечить надлежащие условия хранения зерна: влажность, а также световой и температурный режимы.
• Обеззараживание. Снижение влажности зерна влечет за собой понижение активности вредных для продукции микроорганизмов. Удалить их полностью, исключив возможность травмы зерна, можно далеко не всегда, однако в ряде случаев допускается применение термической дезинсекции. Данный метод хорошо подходит для сухой и средней сухости пшеницы, предназначенной для продовольственных, технических либо кормовых целей. Однако при сушке зерна на семена полное обеззараживание невозможно – нужно применять методику двухступенчатой сушки.
• Сохранение качества. Процесс обработки зерна изменяет его класс и характеристики. Качественная сушка в зерносушилке благоприятно влияет на биологические характеристики зерна, и при нагреве его вполне можно довести до продовольственного, семенного либо фуражного качества. В сельскохозяйственном производстве это позволяет фермерам выходить на различные рынки сбыта, быть конкурентоспособными, повышать капитализацию компании и развиваться.
• Обеспечение хранения в течение длительного времени. Сушка зерна – это, по сути, процесс консервации продукции. В посевном материале понижается уровень жидкости, а это значит, что после обработки снижается жизнедеятельность зерна, однако оно продолжает дышать. Так можно обеспечить его продолжительное хранение, конечно, если в зернохранилище есть все условия для этого: вентиляция, требуемый уровень влажности и оптимальная температура.

Способы сушки

Из всех существующих способов сушки зерна выделяются три основных, среди которых конвективный, кондуктивный и рециркуляционный.

Конвективный метод является наиболее распространенным. Его применяют во многих стационарных зерносушилках, в особенности, он эффективен в сушилках, имеющих шахтную конструкцию. Суть метода заключается в том, что зерно обрабатывается путем нагрева от теплого воздуха либо воздушной смеси с продуктами сжигания. У нагреваемого тепловым генератором воздуха низкий процент влажности, поэтому, испаряя с зерна влагу, он уводит ее в зону охлаждения. Именно по этой причине нагретый воздух часто называют агентом сушки.

Кондуктивный метод чаще всего применяют вместе с остальными методами. При подобной сушке зерновая масса нагревается от твердой поверхности, к примеру, от труб. В этом случае воздух подается изнутри и нужен только для отведения испарившейся из зерна влаги. Такой метод распространен в некоторых малопроизводительных и громоздких барабанных зерносушилках.

Рециркуляция является еще одним довольно эффективным и весьма распространенным способом сушки зерна. Суть его заключается в обработке поступившего на сушку зерна и тепловым носителем, и уже просушенным материалом. Проходя через шахту сушилки, часть зерна остается в бункере, а остальная часть выгружается. В бункере к нагретому зерну поступает новая сырая зерновая продукция, и влага в зерновой массе перераспределяется. Помимо этого, благодаря сушке зерна подобным методом расходы на топливо снижаются.

Режимы сушки

Правильно установленный режим – гарантия высокой производительности, бесперебойной работы, а также сохранения качества зерна. Одними из основных параметров зерносушилки является обеспечение температуры максимального нагрева, температуры теплового носителя, а также температуры охлаждения зерна. К числу нерегулируемых параметров относится влажность агента сушки и скорость его движения.

Кроме того, немаловажно учитывать исходную влажность зерна, его физиологическое состояние, назначение, а также тип зерносушилки, где зерно будет обрабатываться.

Важно знать, от чего зависит применяемый режим сушки. В первую очередь, от вида сельхозкультур. Зерна бобов, пшеницы, крупяных, а также семян масличных и иных культур существенно отличаются в плане термической устойчивости. У всех различная химическая и биологическая составляющая.

Зерносушильное оборудование

Сушилки зерна, в первую очередь, различаются по типу конструкции. Они бывают барабанными, мобильными, колонковыми, башенными, карусельными и шахтными.

Трудно сказать, какой из типов конструкции чаще встречается на сельскохозяйственных предприятиях, но хозяйства, которые развиваются и увеличивают площадь пашни, преимущественно закупают шахтные зерносушилки.

Аграрии очень хорошо понимают, насколько важен технологический процесс обработки зерна. Однако даже опытные фермеры могут ошибиться при приобретении нового оборудования, попавшись на низкую цену.

Сотрудничество с лидерами отрасли и предприятиями, имеющим хорошую репутацию, сводит к минимуму риск впустую потратить денежные средства на устаревшие технологии.

Источник