Основные способы сушки зерна

Виды сушки зерна

Радиационная (солнечная) сушка является наиболее экономичным и старейшим методом сушки зерна, который целесообразно использовать во время созревания зерновых культур и после уборки урожая.

При естественной солнечной сушке не придется тратиться на топливо, при этом гарантируется полная сохранность качества зерна. Для таких целей в прошлом использовали площадки, проводили перелопачивание зерна, из-за чего требовались большие затраты ручного труда. Сегодня эти работы механизировали и проводят в южных и иных районах, где при уборке урожая стоит жаркая сухая солнечная погода с температурой 25-35 градусов.

Конвективный метод сушки. При таком методе сушки теплота, которая требуется для испарения влаги, начинает передаваться зерну горячей газовоздушной смесью или потоком нагретого воздуха. Ими же из зерна поглощается и выводится испарившаяся влага.

Конвективный метод сушки более подходящий для зерновых культур, потому широко распространен во всех странах.

Контактный (кондуктивный) метод сушки. При этом методе сушки теплота, которая требуется для испарения влаги, подводится к зерну от нагреваемых поверхностей или от нагреваемого зерна. Метод «сковородки» применялся в разных вариантах достаточно широко до развития более эффективного и экономичного воздушно-теплового метода сушки зерна. Метод контактного влаго- и теплообмена в процессе сушки зерна широко применяется в практике. В особенности эффективна конвективно-контактная сушка, когда теплота к зерну подводится комбинированно, как контактным, так и конвективным методом (при смешивании нагреваемого и свежего зерна).

Обезвоживание (сорбционная сушка) зерна. В основе данного способа лежит высокая гигроскопичность зерна, который может поглощать пары разных веществ из окружающей среды.

Сорбционные свойства зерна имеют большое значение и берутся в учет в процессе его транспортировки, переработки, хранения и обработки.

Но применение для сушки зерна специальных адсорбентов – это очень непрактичный и дорогой метод. Он неконкурентоспособен в отличие от других методом, в особенности конвективного.

Сушка зерна в вакууме. Тепло в вакуум-сушилках сообщается зерну от нагреваемых поверхностей (к примеру, паровых трубок), а испаряемую влагу откачивает вакуум-насос. В вакууме процесс проходит так же, как и во время конвективной сушки. С увеличением вакуума и ростом температуры нагреваемых поверхностей увеличивается скорость сушки.

Во время радиационной сушки инфракрасными лучами передача тепла зерну осуществляется от генераторов инфракрасного излучения, в качестве которых выступают специальные электрические краны, нагревающиеся до 500-1000 градусов.

Основные достоинства сушки инфракрасными лучами заключаются в возможности подведения к материалу значительно большие потоки тепла (больше в 30-100 раз, чем во время конвективной сушки). Но для проведения сушки биологического термочувствительного объекта, то есть зерна, реализация данного достоинства невозможна.

Сушка зерна в электрическом поле токов повышенной частоты выполняется из-за превращения в теплоту энергии электрического поля. Интенсивность сушки зависит от объема выделяемого тепла при допустимой температуре нагревания зерна. В поле СВЧ зерно нагревается равномерно по всей толщине и быстро. Но сегодня сушка зерна методом СВЧ стоит существенно больше, чем нагреваемым воздухом.

Акустический метод сушки. Ультразвуковыми генераторами акустическая энергия превращается в тепловую, в итоге из зерна влага начинает испаряться и частично выводится в виде жидкости за счет различия парциального давления.

Так, из вышеперечисленных методов сушки зерна в хозяйственной практике широко применяются:

• Конвективная (воздушно-газовая и воздушная) сушка на установках для активной вентиляции зерна, в зерносушилках и в специальных металлических силосах, редко силосах элеваторов для любых регионов страны;
• Солнечная сушка на зернотоках хозяйств в районах с соответствующим климатом.

Источник

Способы сушки зерна и семян: основные виды

Все методы сушки зерна условно делятся на 2 категории:

• С использованием тепла.
• Без использования тепла.

Сушка зерна без использования тепла происходит при участии воздуха либо твердых водоотнимающих средств (сульфат натрия, активированный уголь, древесина и др.). Самые распространенные виды сушки без использования тепла — химическая сушка и сушка воздухом.

При тепловой сушке зерна создаются условия, повышающие влагоемкость паровоздушной среды, которая контактирует с сырьем. Здесь сушильным агентом (теплоносителем) является воздух. Его нагревают, соответственно, влагоемкость повышается. На основе этого принципа происходит естественная сушка зерна на солнце и автоматизированная — в сушилках.

Химическая сушка

Химическую сушку (сушку сульфатом натрия) впервые стали использовать в 1960-х годах по инициативе Всесоюзного НИИ кормов им. В.Р. Вильямса. Первоначально ее использовали для сушки посевного материала бобовых культур.

Природный (минерал мирабилит) и технический сульфат натрия — отличный влагопоглотитель. Порошок обезвоженного сульфата натрия способен связывать большое количество влаги.

Как проходит химическая сушка? С помощью зернопогрузчиков или вручную зерновую массу смешивают с порошком сульфата натрия. При исходной влажности сырья 20-24% процедуру проводят дважды. При более высокой влажности — 3-4 раза в первые сутки. Всего на химическую сушку зерна отводится 5-10 суток, в зависимости от его влажности, культуры, температуры воздуха и др. от этих факторов зависит и расход сульфата натрия. Например, при влажности 20% расход материала на 1 тонну зерна — 60 кг. При влажности 25% — 120 кг, при влажности 35% — 240 кг. Влажность самого сульфата натрия не должна превышать 5%.

Зерно, перемешанное с сульфатом натрия, размещают под навесом на открытой площадке. В условиях склада химическая сушка нецелесообразна, т.к. при высокой влажности температура воздуха повышается.

Как только температура смеси зерна и сульфата натрия достигает 25-30 градусов по Цельсию, его перемешивают, во избежание кристаллизации химиката. Если этого не делать, смесь может превратиться в монолитную массу.

После окончательного просушивания зерна, его отделяют от химиката с помощью пневматической семяноочистительной колонки ОПС-2.

После очистки сульфат натрия можно применять вторично. Но лишь после его высушивания, так как использованный химикат имеет влажность 40-45%. Высушивание использованного сульфата натрия проводят на следующий год, под воздействием солнца.

При химической сушке зерна персонал должен работать в защитных костюмах, поскольку зерновая масса при обработке сильно пылит.

В последнее время химическая сушка используется в семеноводческих хозяйствах все реже. Виной тому — большой расход химиката, необходимость очистки зерна от сульфата натрия, неудобства при вторичной обработке и утилизации.

Воздушно-солнечная сушка зерна

Воздушно-солнечная сушка целесообразна для небольших партий зерна. Но при такой сушке сырье почти не освобождается от влаги.

Под воздействием солнца и воздуха влага испаряется через поверхность насыпи зерновой массы. Чем тоньше зерновой слой, тем эффективнее сушка, но и тем больше должна быть площадь для его размещения. При сушке зерновых толщина слоя не должна превышать 15 см. При сушке бобовых культур — 15 см, просо — 5 см.

Скорость ветра и интенсивность солнечной радиации — еще одни факторы эффективности сушки. Материал площадки, на которой расположено зерно, тоже имеет значение. Лучше всего подходят дерево и асфальт. Они защищают зерно от увлажнения грунтом. А вот бетон для сушки зерна не подходит — даже если постелить на него брезент.

Деревянные площадки для сушки необходимо устанавливать на столбах, чтобы защитить зерно от грунта. Лучше всего — с небольшим уклоном (6 градусов).Так зерно лучше прогревается, а при дожде с площадки быстрее стекает вода.

Под воздействием солнца, поверхность зерновой массы нагревается до 25-50 градусов. Иногда больше. В результате, влага интенсивно испаряется из зерна. Лучше всего для сушки подходит солнечная и ветреная погода, когда водяные пары не задерживаются на поверхности зернового слоя.

Чтобы зерно прогревалось равномерно, его необходимо периодически перелопачивать. В противном случае, создается большая разница во влажности верхнего и нижнего слоев. Перелопачивать зерно надо каждые 2-3 часа. Вместо ручного перелопачивания в некоторых хозяйствах используют зернопогрузчики.

При соблюдении всех правил сушки в хорошую погоду влажность зерна уменьшается на 1-3% в сутки. При необходимости, зерно оставляют и на вторые сутки (с учетом погодных условий). На ночь зерно собирают в кучу и накрывают брезентом, а наутро вновь рассыпают тонким слоем.

В условиях средней полосы исходная влажность зерна для воздушно-солнечной сушки не должна превышать 15-18%.

Обогревание зерна солнцем улучшает его качество. Так зерно быстрее дозревает, становится более устойчивым к хранению. Под воздействием солнечных лучей зерно частично стерилизуется от микроорганизмов. грибка и плесени. В южных районах солнечное облучение способно уничтожать клещей и прочих насекомых. Для лучшей стерилизации толщина зернового слоя не должна превышать 5 см.

Тепловая сушка в зерносушилках

Самый эффективный способ. В растениеводческих хозяйствах России через тепловую сушку ежегодно проходят десятки миллионов тонн зерна. Изготовление и эксплуатация сушильной техники — весьма затратный процесс. Но, к счастью, он быстро окупается.

На практике, тепловая автоматизированная сушка в частных предприятиях обходится дороже, чем в государственных. Как правило, виной всему — неправильная организация сушки, несоблюдение условий эксплуатации, неверный выбор режима работы агрегата и т.д. Но при правильно организованном технологическом процессе лишние материальные, временные и трудовые затраты существенно уменьшаются.

Вот основные правила рациональной организации автоматизированной сушки зерна.

1. Учет предельно допустимой температуры нагрева. Перегрев зерна приводит к ухудшению пищевых, кормовых и посевных качеств зерна. Недостаточный нагрев приводит к удорожанию и неэффективности процесса.
2. Учет оптимальной температуры теплоносителя. При пониженной температуре зерно не нагревается до нужных величин, либо увеличивается время нахождения зерна в сушильных камерах. Это снижает производительность сушилки. Повышенная температура теплоносителя чревата перегревом зерна.
3. Учет конструкции зерносушилки, а также того, насколько она подходит для конкретной культуры.

Допустимая температура нагрева зерна зависит от следующих факторов.

• Культура
• Целевое назначение зерна после сушки.
• Исходная влажность.

Разные культуры обладают разной термоустойчивостью. Одни способны выдержать критически высокие температуры и не потерять своих свойств. Другим вредны даже относительно низкие температуры. Так, кормовые бобовые растения при высокой температуре растрескиваются и теряют посевные качества. Хлебопекарную пшеницу можно нагревать максимум до 40-50 градусов, рожь — до 60 градусов. Более высокие температуры уменьшают количество клейковины в зерне этих культур. Быстрый нагрев и высокие температуры также вредны для риса, кукурузы и некоторых видов бобовых.

Целевое назначение зерна — обязательный момент, который стоит учитывать. Так, для семенной пшеницы предельная температура нагрева — 45 градусов. Если пшеница пойдет на муку, нагрев можно увеличить до 60 градусов. Требования к нагреву пивоваренного ячменя — такие же, как к семенному материалу, потому что необходимо сохранить его жизнеспособность.

Предельно допустимая температура нагрева зависит и от исходной влажности зерна. Чем больше влаги, тем ниже термоустойчивость зерна. Если влажность превышает 20-25%, температура теплоносителя должна быть снижена. Например, если исходная влажность риса и гороха — 18%, сушить эту культуру необходимо максимум при 45 градусах и температуре теплоносителя 60 градусов. При исходной влажности 25%, температуру нагрева и теплоносителя надо снизить до 40 и 50 градусов соответственно. Вслед за снижением температуры снижается и объем испарений.

Сою и крупносеменные бобовые сушить еще сложнее. Исходная влажность их достаточно высока (30% и более). При этом температура нагрева и теплоносителя не должны превышать 28-30 градусов.

При выборе зерносушилки также необходимо учитывать особенности ее конструкции. Так, для кукурузы, риса и бобовых барабанная зерносушилка не подойдет — из-за интенсивного воздействия зерно этих культур травмируется. Кроме того, важно учитывать и влагоотдающую способность зерна. У каждой культуры она различна. Поэтому зерновая масса с повышенной влажности требует 2-3 циклов сушки.

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