Фермерское хозяйство
Во время уборки урожая кукурузы зерно может иметь влажность более 20%, в то время как норма влажности для хранения находится в пределах 13-14%. Если такой семенной материал засыпать в ангар произойдет самовозгорание, которое сопровождается выделением влаги и появлением гнили. Дело в том, что зерно кукурузы имеет плотную оболочку, которая препятствует процессу испарения. Влага проникает в семена через зародыш и неравномерно распределяется по структуре. Сушка кукурузы должна проводиться по заранее предусмотренной технологии, с соблюдением определенных температур, иначе произойдет усадка тканей с появлением трещин внутри структуры.
Технология сушки зерна
Как утверждают эксперты, стержни початков имеют куда более высокую влажность, чем само зерно. После того, как вилки высушены их необходимо оставить на определенное время в камере, что приведет к перераспределению влаги и предотвратит появление трещин на зерне. Крупный посевной материал медленно отдает влагу в окружающую среду, поэтому одного цикла обработки часто бывает недостаточно, чтоб получить на выходе 13-14% влажности. В связи с этим сушку повторяют через 3-5 дней после первого. Этот сравнительно небольшой период времени даст возможность добиться перераспределения влаги.
Особенно необходимо беспокоится за температурными показателями влажного зерна, которое лежит в хранилище и ожидает очереди в сушильную камеру. При повышении температуры до 30 градусов в семенном материале начинают происходить усиленное дыхание. Уже при 38 градусах начинаются процессы брожения, которые приводят к появлению солодового запаха и поражению зерна грибковыми болезнями. В результате дальнейшего повышения температурных показателей оболочка семян начинает темнеть, появляется интенсивный запах затхлости и гнили.
На зерносушилке
Высушивание зерна кукурузы при помощи нагретого воздуха в зерносушилках используется более 50 лет. Использование высокопродуктивных сушилок позволяет снизить время на подготовку семенного материала кукурузы к продолжительному хранению. Особенно это важно для такой культуры как кукуруза, которую нужно убрать с поля за 3-5 недель и высушить до влажности в 14%, хотя первоначальная влажность сырья может колебаться в пределах 33-35%.
Как мы уже говорили, основным веществом для высушивания семян кукурузы в зерносушилках считается нагретый воздух. В моделях конвективного типа, работающих на природном газе, воздушные массы передают тепло зерну и выводят из него лишнюю влагу. Сушилки, использующие для нагрева жидкое топливо, имеют теплообменник для накопления и подачи нагретого воздуха.
Одной из технологий высушивания кукурузы на зерносушилке считается первоначальный прогрев сырья при температуре в 110-120 градусов. Такие температурные показатели нагретого воздуха могут использоваться для собранных семян с влажностью больше 25%. Некоторые эксперты считают, что такие температуры приводят к запеканию и растрескиванию верхнего слоя зерна, но сырье нужно не только правильно нагреть но и охладить. В связи с этим снижение температурных показателей должно происходить постепенно.
Температура сушки
В верхней зоне сушильной камеры температура может находиться в диапазоне 110-115 градусов. Далее семена переходят на другой участок с температурой около 90 градусов. Завершает процесс нагревания третья зона с температурными показателями в 45 градусов. После этого происходит плавный процесс охлаждения зерна. Подобные этапы сушки присутствуют во многих моделях современных зерносушилок. Далее опишем, как высушить кукурузу дома.
В домашних условиях
Для сушки рекомендовано выбирать полностью созревшие початки кукурузы, собранные в конце лета или осенью. Для зимнего хранения выбирают качественные кочаны без темных пятен и плесени. Листики початков отгибают к стеблю, удаляют волоски. После этого початки завязывают в косу и развешивают на жердочке под навесом.
У высохшей кукурузы зернышки осыпаются при встряхивании. Такой семенной материал выбивают из початков и складывают в пластиковые контейнеры. Если есть необходимость в хранении молочной кукурузы, то ее зернышки нужно аккуратно срезать с початка, уложить на пергаментную бумагу и просушить на противне. После испарения основной влаги зерна досушивают на открытом солнечном участке.
Особенно необходимо беспокоится за температурными показателями влажного зерна, которое лежит в хранилище и ожидает очереди в сушильную камеру. При повышении температуры до 30 градусов в семенном материале начинают происходить усиленное дыхание. Уже при 38 градусах начинаются процессы брожения, которые приводят к появлению солодового запаха и поражению зерна грибковыми болезнями. В результате дальнейшего повышения температурных показателей оболочка семян начинает темнеть, появляется интенсивный запах затхлости и гнили.
Сложности в сушке кукурузы
Сушка кукурузы кардинально отличается от сушки иных зерновых культур. Основная сложность в том, что оболочка у кукурузного зерна особенно плотная. За счет этого процесс испарения внутренней влаги замедляется. Во время роста влага попадает в зерно через зародыш и при этом распределяется неравномерно. Соответственно, при сушке ее испарение также будет проходить неравномерно. Это становится причиной того, что зерно покрывается трещинами за счет неравномерной усадки.
В некоторых случаях выполняется сушка на початках. При этом следует отметить, что стрежни початков содержат большее количество влаги, но и отдают они ее значительно быстрее. Но за счет того, что испарение протекает опять-таки неравномерно, сразу после сушки початки оставляют в камере. В течение этого времени оставшаяся влага равномерно распределяется по зернам. Если же сразу после сушки зерна охладить, появляются трещины, ухудшающие товарный вид сырья.
Важное значение имеет и качество сырья. Крупные зерна в початке значительно медленнее отдают влагу. Поэтому, чтобы добиться влажности не выше 14%, следует выполнять два цикла сушки. Перерыв между сушками должен составлять не менее трех дней. В течение этого времени оставшаяся влага равномерно распределиться по зерновке. После выполнения второго цикла сушки проводится оценка качества сырья и решается вопрос о закладывании зерна на хранение либо дополнительной сушке.
При хранении влажного сырья особенно важно тщательно следить за его температурой. При повышении температуры выше 30 градусов усиливается «дыхание» массы, но его качество при этом не страдает. Если же температура повысится до 40 градусов, начинаются бродильные процессы. В таких условиях быстро размножаются грибки, придающие зерну сладковатый запах. В дальнейшем температура продолжает повышаться, начинаются процессы гниения.
Требования к сушке кукурузного зерна
В первую очередь, следует отметить, что обработка собранного сырья должна выполняться в течение четырех часов. При этом значение имеет способ сушки. Если применяются шахтные сушилки, то допускается повышение температуры до 50 градусов. В барабанных сушилках используется режим в 55 градусов. При неподвижной сушке максимальной является температура в 35 градусов.
Использовать более высокие температуры запрещается. Объясняется это следующим образом. При повышении температуры выше 60 градусов начинаются окислительные процессы в жирах. Именно в них содержится максимальное количество витаминов и прочих полезных веществ, за которые и ценится данная культура. Такая сушка невыгодна во всех возможных отношениях. В первую очередь, следует привести результаты исследований. Животных кормили сырьём, где большую часть составляла именно кукуруза. При этом при использовании зерна, высушенного в нормальном режиме, прирост массы составил более 700 грамм. Если же использовалось зерно, подвергшееся сушки при температуре выше 60 градусов, прирост массы составлял всего 500 грамм. Помимо этого, такая сушка негативно сказывается и на процессе усвоения корма. Немаловажным является и то, что при сушке на повышенных температурах существенно увеличивается расход энергии. Иными словами, вышеприведенные требования к температуре являются оптимальными.
Наиболее высоких температур требует сушка кукурузы на семена. В то же время при этом важно мягко воздействовать на зерна. Для этого температуру повышают постепенно и параллельно снижают степень испарения. В процессе сушки важно внимательно следить за состоянием зерна. Конечно, такой метод повышает затраты на сушку, но при этом качество конечной продукции сохраняется на высоком уровне.Наиболее распространенным методом сушки является подсушивание зёрен в початках в камерных сушилках. При этом сохраняется температура в пределах 35-50 градусов. Выбор показателей определяется из влажности собранного сырья. При этом параллельно выполняется продувка камер и соблюдается реверсивный режим сушки. Такой метод позволяет равномерно просушить зерна и снизить расход затрачиваемой энергии.
Способы сушки кукурузы
Сушка кукурузы может осуществляться на различных зерносушилках. В первую очередь рассмотрим шахтные зерносушилки.
Шахтные сушилки
Модель представляет собой две шахты, равные по своей вместительности. Они устанавливаются на платформе. Иными словами, такие сушилки стационарные. Продвижение сырья осуществляется под собственным весом. Подача горячего воздуха при этом выполняется по направлению снизу вверх. После этого осуществляется его охлаждение.
Шахтные сушилки могут за один цикл обработать до 16 тонн сырья. Продолжительность сушки напрямую зависит от того, для какой именно цели она выполняется. Так, для получения продовольственного сырья производительность составляет 15 тонн в час. Потеря влаги при этом не превышает 6%. Если требуется получить зерно для последующей посадки, то потеря влаги составляет лишь три процента, а производительность снижается до 8 тонн в час.
Важно подчеркнуть, что зерно для шахтной зерносушилки должно быть предварительно очищено от мусора. В противном случае повышается риск возгорания в шахте.
Конвейерные сушилки
Такие модели являются наиболее выгодными. Их главным отличием является то, что сырье не застаивается, как это происходит в шахтных моделях. Соответственно, исключается риск самовозгорания зерна. Сушка кукурузы осуществляется равномерно, при этом толщину слоя, скорость сушки и температуру вы регулируете сами. Модель удобна и тем, что поддача и выгрузка сырья осуществляется автоматически, что значительно сокращает трудоемкость.
Отличным примером конвейерной модели является зерносушилка КЦС – 6. Она проста в монтаже и при этом не требует подготовки фундамента. Работает практически на любом топливе. Производительность составляет 8 тонн в час, при этом просушенное сырье не смешивается с вновь поступившим, что особенно выгодно.
Рециркуляционные сушилки
По своей конструкции они схожи с шахтными моделями, но все же отличия имеются. Подача сырья осуществляется сверху. Здесь под влиянием горячего воздуха оно мгновенно прогревается, после чего попадает на дно шахты. Половина просушенного зерна поступает на хранение. Вторая же половина вновь направляется в шахту, где она смешивается со свежими зернами. За счет теплообмена последние просушиваются еще до поступления в сушилку. Далее, проходя через шахту, оно окончательно просушивается. Такая зерносушилка подходит для получения продовольственного сырья, а ее производительность составляет 70 тонн в час.
Барабанные сушилки
Данные модели состоят из барабана, охладительной камеры и топки. Благодаря устройству барабана зерно постоянно движется по спирали. Это обеспечивает равномерное просушивание и исключает смешивание сухого и сырого сырья. В то же время, такие модели, как правило, имеют компактные размеры. К тому же они не рассчитаны на большой объём работы, поэтому применяются чаще в небольших хозяйствах.
Камерные сушилки
Данные модели также компактные. Принцип действия заключается в следующем. Сырье засыпается в камеру толщиной, не превышающей 75 сантиметров. Более толстый слой может стать причиной неравномерности просушки. Далее через него проходит горячий воздух, что способствует просушке и испарению лишней влаги. Далее на первый высушенный слой накладывается второй слой зерен кукурузы. Цикл сушки повторяется. Скорость испарения увеличивается за счет постоянного перемешивания слоев имеющимися шнеками.
Выбор метода сушки определяется только исходя из предстоящих объемов работы. Каждая модель имеет свои преимущества и минусы, но при грамотном выполнении работы можно добиться получения высококачественного сухого сырья.
В некоторых случаях выполняется сушка на початках. При этом следует отметить, что стрежни початков содержат большее количество влаги, но и отдают они ее значительно быстрее. Но за счет того, что испарение протекает опять-таки неравномерно, сразу после сушки початки оставляют в камере. В течение этого времени оставшаяся влага равномерно распределяется по зернам. Если же сразу после сушки зерна охладить, появляются трещины, ухудшающие товарный вид сырья.
Особенности сушки свежеубранного зерна, семенного зерна и кукурузы
Особенности сушки свежеубранного зерна
Для выбора режимов сушки большое значение имеет степень зрелости зерна. Свежеубранное зерно отличается пониженной термоустойчивостью по сравнению с зерном, прошедшим послеуборочное дозревание. Для того, чтобы сохранить качество свежеубранного зерна, его сушат при более мягких режимах, т.е. при пониженных температурах агента сушки и нагрева зерна (при t1 = 70. 80 С — Qпр.д = 38. 40 °С). При этих параметрах повышаются всхожесть и энергия прорастания зерна, а также улучшаются хлебопекарные свойства. При температурах агента сушки и нагрева зерна соответственно t1 = 90 °С и n|прд = 45 °С всхожесть понижается, но хлебопекарные свойства еще сохраняются. Применение в данном случае ступенчатых режимов сушки позволяет избежать перегрева зерна и ухудшения его свойств. Принцип заключается в следующем: повышение температуры агента сушки осуществляется по мере снижения влажности зерна. При этом на первой ступени сушки целесообразно применять большие подачи агента сушки и скорости смеси, чем на второй.
Особенности сушки семенного зерна
Для того чтобы быстро высушить семенное зерно при полном сохранении его семенных достоинств, необходимо строго соблюдать определенный режим сушки и строго следить за температурой агента сушки зерна (нагрева).
Сушка семенного зерна влажностью до 250С при температуре агента
сушки 70 °С не только не ухудшает, но и улучшает семенные достоинства (всхожесть, энергия прорастания возрастатают)
Если семенное зерно нельзя ступенчато сушить, то снятие влаги за
один пропуск недолжно превышать 5-6 % при неоднократных пропусках. Снятие влаги за один пропуск при сушке семенного гороха или фасоли не должно превышать — 3. 4%, риса- зерна 2-3 %.
Семенное зерно запрещается сушить в барабанных (СЗПБ-2, СЗСБ-8)
и других сушилках (ЗСПЖ-8, К4-УСА), в которых осуществляется непосредственная передача зерна теплу от нагретых поверхностей без вентиляции слоя (без предварительной апробации),так как может происходить механическое травмирование зерновок.
Количество влаги и серы в топливе должно быть менее 15 % и 1% соответственно.
Перед сушкой семенное зерно очищают (его засоренность не должна превышать 1,5 %).
Инструкцией по сушке семенного зерна (гречихи, проса, пшеницы, ржи, ячменя, овса, подсолнечника) предусмотрены следующие режимы
1) влажность зерна до 19 %: 0пр д Похожие материалы
Для выбора режимов сушки большое значение имеет степень зрелости зерна. Свежеубранное зерно отличается пониженной термоустойчивостью по сравнению с зерном, прошедшим послеуборочное дозревание. Для того, чтобы сохранить качество свежеубранного зерна, его сушат при более мягких режимах, т.е. при пониженных температурах агента сушки и нагрева зерна (при t1 = 70. 80 С — Qпр.д = 38. 40 °С). При этих параметрах повышаются всхожесть и энергия прорастания зерна, а также улучшаются хлебопекарные свойства. При температурах агента сушки и нагрева зерна соответственно t1 = 90 °С и n|прд = 45 °С всхожесть понижается, но хлебопекарные свойства еще сохраняются. Применение в данном случае ступенчатых режимов сушки позволяет избежать перегрева зерна и ухудшения его свойств. Принцип заключается в следующем: повышение температуры агента сушки осуществляется по мере снижения влажности зерна. При этом на первой ступени сушки целесообразно применять большие подачи агента сушки и скорости смеси, чем на второй.
Оптимизированные технологии сбора и обработки зерна кукурузы
Приблизились работы по сбору и обработке зерна кукурузы, от которых значительным образом, будут зависеть объемы хранения урожая, его качество и себестоимость производства. Поэтому технологии выполнения этих работ должны быть оптимизированными — их следует проводить с учетом состояния и назначения зерна, обеспечивая эффективное использование материально-технической базы и энергоресурсов.
Одним из основных показателей, характеризующих состояние зерна, является его уборочная влажность. Вследствие особых погодно-климатических условий в этом году (прохладный и сухой май изменился дождливым июнем) вегетация кукурузы задерживалась. Лишь в последний период установилась жаркая и сухая погода, однако влажность зерна кукурузы все же остается выше, чем в 2021 году. Превышение влажности зерна гибридов раннеспелой и среднеранней групп спелости находится в пределах 1,5-3%, среднеспелой — до 4 процентов. Следует подчеркнуть, что лишь с учетом влажности зерна следует начинать сбор кукурузы. Никакие другие признаки, такие как усыхание листостебельной массы или пожелтение обертки початка не могут служить объективной оценкой созревания кукурузы, ее пригодности к уборке.
Учитывается также назначение урожая: на продовольственно-технические цели, кормовые потребности или получение семян.
Сроки и способы уборки
Основной способ уборки кукурузы продовольственно-технической и кормовой групп — прямой: с помощью полевого комбайнового обмолота. Влажность зерна при таком сбора не должен превышать 30-32%, иначе зерно значительно повреждается, становится неустойчивым при хранении. Сбор с низкой влажностью сокращает объемы сушки и расход топлива (жидкого) примерно на 7-8,5 кг на каждой плановой тонне (снижение влажности — на 6%). Однако и большая задержка с уборкой является рискованной, поскольку замедляется влагоотдача зерна, возможно даже его увлажнения в результате выпадения осадков. Сбор товарной кукурузы с наступлением заморозков также не желательно, поскольку это ухудшает качество и стойкость зерна при хранении. Сейчас с целью максимального подсушивания зерна и снижения энергозатрат практикуют слишком позднее или даже зимнюю уборка кукурузы. Установлено, что из-за длительного воздействия минусовых температур зерно промораживается, приобретает вид сухого и легко вымолачивается с початков. Однако при повышении температуры кристаллики льда тают, зерно увлажняется, быстро поражается болезнями, согревается, то есть требует немедленной сушки. Кроме того, промороженая зерновка резко снижает прочность, травмируется и измельчается в процессе обработки. Поэтому слишком поздняя уборка кукурузы может быть рекомендовано только в крайнем случае — для получения кормового зерна. При выращивании гибридов разных групп спелости начинать уборку следует из раннеспелых или среднеранних, с тем чтобы в более поздних было больше времени на естественное высыхание зерна. В процессе созревания зерно кукурузы подсыхает с разной скоростью, которая постепенно снижается. Поэтому при определении сроков уборки учитывают еще и среднесуточную влагоотдачу, которая составляет 0,8-1,2; 0,5-0,7 и 0,3-0,4% при влажности зерна, соответственно, 35 -40; 30-35 и 25-30%.
Интенсивная влагоотдача зерна кукурузы практически прекращается при снижении среднесуточной температуры воздуха до 5 . 6 °С и повышении его относительной влажности до 80-90%. Поэтому когда такие условия наступают, переносить сроки уборки кукурузы на более поздние уже нецелесообразно, поскольку влажность зерна существенно не снижается и не достигает нормы. Задержка с уборкой, особенно в условиях прохладной погоды, не полезна и для сушки. Из-за снижения среднесуточной температуры воздуха расходы топлива на сушку пропорционально возрастают.
Обработка и сушка продовольственно-кормового и технического зерна
Большую часть такого зерна следует доводить до сухого состояния с помощью сушки в зерносушилках. Сухое зерно нужно для пище-концентратной, крупяной, крахмалопатоковый, комбикормовой промышленности и экспортных поставок: его можно долго хранить без ухудшения качества. Для сушки используют различные сушилки: шахтные, колонковые, бункерные, — главное, чтобы они обеспечивали технологию сушки с учетом особенностей кукурузы, требований по качеству и энергопотребления. Очень важно, чтобы при выбранной технологии выдерживались дифференцированные режимы обработки в зависимости от назначения, влажности и термостойкости зерна.
Термостойкость зерна кукурузы сравнительно низкая, вследствие чего из-за быстрой сушки оно склонно к растрескиванию. Поэтому, во-первых, ограничивают максимально допустимую влажность: она не должна превышать 32%. По высшей уборочной влажности значительно возрастают, количество битого зерна после комбайнового обмолота и содержание поврежденного зерна после сушки — такую зерновую массу трудно довести до состояния качественной продукции. Во-вторых, в связи с низкой термостойкостью, дифференцируют режим сушки и снижают предельно допустимую температуру нагрева зерна. Температура для пищевой кукурузы — 30 . 35 ° С, производства крахмала — 45 ° С, комбикормов — 50 ° С, кроме того, уменьшается также скорость влагоотдачи зерна, если сушат продовольственное зерно. Только при таких режимах можно получить зерно с высокими пищевыми и питательными качествами, целым ядром и невредимым зародышем. В-третьих, учитывают еще и тип сушилки, который также влияет на режим сушки зерна кукурузы. В шахтных прямоточных сушилках зерно сушат в зависимости от начальной влажности, снижая ее не более чем на 5% при каждом пропуске сквозь сушилку. Температурный режим устанавливают в зависимости от назначения и влажности зерна. В шахтных рециркуляционных сушилках зерно высушивают за один пропуск независимо от начальной влажности.
Практический опыт, накопленный на лучших предприятиях, показывает, что для сушки зерна кукурузы с высокой влажностью эффективно использовать две спаренные сушилки: первая работает в режиме сушки, вторая — в режиме досушивания-охлаждения. В такой сушке удается сохранить качество зерна, достичь высокую производительность сушилок, снизить энергозатраты. Важно также правильно рассчитывать продолжительность сушки и фактическую производительность зерносушилок. Для этого плановую (проектную) производительность зерносушилок умножают на следующие коэффициенты: 0,32 — в случае сушки пищевой кукурузы, 0,54 — для крахмало-паточной промышленности, 0,65 — комбикормовой. Благодаря этим расчетам, можно точно определить продолжительность сушки, организовать сбор и обработку кукурузы в потоке, не допустить накопления влажного зерна на площадках.
Не допускается хранение влажного необработанного зерна насыпью, в крайнем случае за таким зерном следует установить контроль, регулярно определять его температуру и запах, предотвращая самосогревание. Технология сушки также должна быть оптимизировано-энергоэкономична. В целях энергосбережения следует, прежде всего, снижать расходы топлива, поскольку его доля в общем энергопотреблении составляет 80-90%. Для уменьшения расхода топлива нужно применять различные технико-технологические приемы (поочередное нагревание и охлаждение зерна, повторное использование теплоносителя, досушивание в режиме вентиляции и др.), снижающие энергозатраты на 15-30%.
Сокращает расходы также формирование равнозначных по влажности партий зерна, его очистки от примесей перед сушкой. В целях сокращения энергозатрат следует также выращивать такие гибриды кукурузы, которые характеризуются быстрой влагоотдачей зерна как во время созревания, так и за его термической сушки. Сушат кукурузу до получения различной влажности зерна в зависимости от дальнейшей цели использования: переработка или хранение. Для комбикормового производства влажность должна быть 15-16%, крупяного и харчо-концентратного — 14-15%, при хранении зерна до одного года — 13-14%, свыше года — 12-13 процентов.
После сушки в зерносушилках зерно имеет высокую температуру, поэтому его обязательно охлаждают и только после этого засыпают в хранилище. Допустимая температура зерна для засыпки на хранение не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 8 . 10 ° С. Перед хранением рекомендуется также провести очистку зерна от различных примесей и пыли. Это значительно повышает устойчивость зерна в процессе хранения, снижает поражение его вредителями и болезнями. При очистке следует выдерживать оптимальные режимы работы зерносепараторов. При обработке сухого зерна кукурузы следует соблюдать приемы, которые предотвращают его повреждение. Нужно свести к минимуму количество перемещений зерна (его пропускания через соответствующие машины, особенно высокопроизводительные нории, шнековые механизмы). Желательно не использовать для хранения кукурузы высотные хранилища, поскольку при их загрузке происходит значительное измельчение зерна.
Вентилирование зерна и початков
В случае сбора фермерскими хозяйствами небольших объемов зерна или початков кукурузы можно применять энергосберегающую технологию их сушки с помощью вентилирования. Такую сушку проводят в разных помещениях, зерноскладах, хранилищах, бункерах или на открытых площадках, которые оборудуют системами активной вентиляции. Вентилируют кукурузу теплым атмосферным или подогретым воздухом (для подогрева используют различные теплогенераторы, электрокалориферы т.д.). Эта технология существенно снижает расход топлива на сушку, но ее надо правильно применять и соблюдать основные требования, а именно: оптимальную высоту насыпи, достаточные объем воздуха и продолжительность вентилирования в зависимости от начальной влажности зерна или початков. Допустимая влажность, при которой нужно начинать вентилирование, составляет для зерна — 18-20%, для початков — 22-24%. Поэтому для этой технологии в большей степени пригодны гибриды раннеспелой и среднеранней групп. Кроме энергосбережения, технология обеспечивает также высокое качество зерна как пищевого, так и кормового назначения. Технология не требует больших капитальных затрат. Даже при отсутствии вентилируемого зернохранилища или склада можно построить площадку для вентиляции початков или зерна.
При строительстве площадки учитывают, что 1 м2 его площади должен вмещать до 350-400 кг зерна или 480-530 кг початков. Общая площадь должна обеспечивать такую норму объема воздуха: для зерна — в пределах 40-120 м3/час, для початков — 30-50 м3/час из расчета на одну тонну в зависимости от влажности кукурузы. После подсушивания початки обмолачивают на кукурузомолотилке или зерновыми комбайнами, зерно очищают и доводят до качества, необходимого для желаемой продукции. Хранение кочанов также является энергосберегающей технологией при сборе початков раннеспелых гибридов: собранные початки обрабатывают и закладывают в хранилища по постоянному месту хранения. Хранилища оборудуют средствами пассивной или активной вентиляции: кочаны сначала подсыхают, а затем, в случае наступления низких температур, — охлаждаются, и их можно постепенно использовать на корм скоту или для переработки. Хранилища, где хранят вилки, должны иметь высокую степень аэрации и защиты, раньше их строили в виде коробов или сапеток. Хранилища с пассивной вентиляцией должны быть шириной не более 2-2,5 м, они пригодны для кукурузы с влажностью зерна не выше 20-22%. Хранилища с активной (принудительной) вентиляцией — шириной до 3-4 м, влажность зерна в начале хранения — до 24-26%. Для обеспечения вентиляции в хранилище устанавливают вентиляционный канал, который подключают к вентиляционным агрегатам. При такой технологии получают высококачественное кормовое зерно, в нем содержится значительное количество легкорастворимых фракций белков и питательных веществ, в 1,7 раза повышается доля доступного азота по сравнению с быстрым, форсированным, сушением в зерносушилках.
Консервирование влажной кормовой кукурузы
По этой технологии кукурузу обрабатывают и хранят во влажном состоянии в виде измельченного зерна. Технология имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими способами переработки кормовой кукурузы, а именно: ее уборка начинается раньше на две-три недели и протекает оперативно и быстро, исключаются любые сушки и сокращается потребление топлива. Технология не требует больших капитальных затрат, ее выполняют на простом оборудовании. Благодаря применению этой технологии, получают дешевый энергетический корм с высокими потребительскими свойствами, например, в 1 кг консервированного зерна содержится 1,10-1,20 к. о.
Кукурузу консервируют различными способами, в том числе — и с использованием химических консервантов и всевозможных добавок. Специалисты разработали и предложили к применению технологию без использования каких-либо добавок или химических веществ, нацеленную на получение безопасной, экологически чистой, продукции. Она основана на природных физиолого-биохимических процессах, протекающих в массе влажной кукурузы, накоплении в ней натуральных консервантов: диоксида углерода, органических кислот, этилового спирта. Технология состоит из следующих основных операций: сбор, измельчение, уплотнение, накрытие и герметизация насыпи. Консервируют только свежесобранную кукурузу по оптимальной влажности кочанов — 35-45%, зерна — 22-35%. Особое значение имеют также сроки консервирования, степень измельчения и уплотнения, от которых зависит качество и длительность сохранения корма. Согласно требованиям технологии, заполнение хранилища составляет до шести-восьми суток, размер измельченных частиц — не более 2-4 мм, плотность укладки корма — 0,8-1,0 т на кубический метр.
Для консервирования и хранения кукурузы используют различные хранилища: траншеи, башни, бункеры. Самый простой и весьма доступный тип хранилища — траншея наземного или полууглубленного типа, выложенная из железобетонных плит. Оптимальная емкость траншеи — в пределах 400-1200 т в зависимости от объема консервирования. Траншею перед заполнением необходимо соответственно подготовить: ее очищают, ремонтируют, дезинфицируют раствором извести. Стены траншеи желательно гидроизолировать полимерной пленкой — это значительно уменьшит потери сухого вещества в зерне. Чрезвычайно важное значение в технологии консервирования влажной кукурузы имеет правильный подбор дробилки для измельчения зерна или початков. Дробилка должна быть такой мощности, которая обеспечивает технологические требования по времени заполнения хранилища. Научно-практический опыт, накопленный в хозяйствах показывает, что кочаны лучше консервировать и скармливать крупному рогатому скоту, а зерно – свинопоголовью. Такой корм готовили в ряде хозяйств, его использовали как монокорм или как основную часть рационов. В 1 кг консервированного влажного зерна содержалось 1,10-1,20 к. о. и 60-70 г перевариваемого протеина, а в 1 кг измельченных початков, соответственно, — 0,7-0,8 к. о. и 40 г протеина. Хозяйства, кроме того, что обеспечивали себя питательным кормом, сокращали также расходы на сушку влажной кукурузы, экономия дизельного топлива за счет консервирования составляла 28-35 кг на каждой тонне зерна.
Хранение сухого зерна
Хранение зерна может быть как кратковременным (на стадиях переработки), так и длительным. В зависимости от того, зерно должно поступать в состоянии соответствующей влажности, а именно: 15-16% — для переработки на комбикорма, 14-15% — для выработки продовольственных и технических продуктов, 13-14% — для хранения, 12-13% — для длительного хранения (более одного года). Зерно продовольственно-кормовое и техническое хранят насыпью в зерноскладах, силосах элеваторов, бункерных хранилищах. Высота насыпи сухого зерна ограничивается техническими возможностями хранилищ, она должна обеспечивать их нормальное обслуживание и контроль за качеством продукции. Во время хранения контролируют температуру, влажность, пораженность вредителями и болезнями, цвет, запах, чистоту зерна. В партиях пищевого и крахмало-паточного назначения определяют также сходство и жизнеспособность зерна. Для сохранности зерно охлаждают до температуры 5 ° С и ниже с помощью активного вентилирования в осенне-зимний период.
В последнее время рекомендуют сухое зерно хранить в полимерных зерновых рукавах. Такое хранение осуществляют при отсутствии стационарных зернохранилищ или же при их заполнении. При использовании полимерных зерновых рукавов нужно придерживаться определенных для этих хранилищ технико-технологических требований. Размещают рукава на площадке с асфальтовым покрытием. Площадку нужно располагать на повышенной местности с уклоном 3-5 градусов для стока дождевых и талых вод. Площадка должна быть ограждена, чистая, находиться под регулярным наблюдением. Рукава загружают зерном при помощи специального оборудования. При этом исключительно важное значение имеет влажность зерна и его равномерность в зерновой массе. Для кукурузы влажность не должна превышать 13%, а в массе не должно быть ячеек с большей влажностью. Во время заполнения рукава непозволительно превышать нормы растяжения, установленные изготовителем. Заполненный рукав герметично закрывают.
Практический опыт, накопленный на лучших предприятиях, показывает, что для сушки зерна кукурузы с высокой влажностью эффективно использовать две спаренные сушилки: первая работает в режиме сушки, вторая — в режиме досушивания-охлаждения. В такой сушке удается сохранить качество зерна, достичь высокую производительность сушилок, снизить энергозатраты. Важно также правильно рассчитывать продолжительность сушки и фактическую производительность зерносушилок. Для этого плановую (проектную) производительность зерносушилок умножают на следующие коэффициенты: 0,32 — в случае сушки пищевой кукурузы, 0,54 — для крахмало-паточной промышленности, 0,65 — комбикормовой. Благодаря этим расчетам, можно точно определить продолжительность сушки, организовать сбор и обработку кукурузы в потоке, не допустить накопления влажного зерна на площадках.
Особенности сушки зерна кукурузы
ГЛАВНАЯ из них — низкая отдача влаги по сравнению с зерновыми культурами
Плотная оболочка кукурузного зерна затрудняет процесс испарения. Влага, проникая в него преимущественно через зародыш, неравномерно распределяется всеми частями зерновки. Поэтому при сушке возникают неодинаковые внутренние напряжения, что приводит к различной усадке тканей и образованию внутренних трещин, которые не нарушают целостности оболочек.
Стержни початков всегда более влажные, чем само зерно, но при сушке интенсивнее испаряют влагу. После высушивания вилки на некоторое время оставляют в сушильной камере, где происходит перераспределение влаги и выравнивание влажности всей массы, поскольку немедленное охлаждение вызывает образование трещин в зернах.
Крупное зерно, имеющее плотную оболочку, медленно отдает влагу при сушке, поэтому одного цикла бывает недостаточно, чтобы высушить его до стандартной влажности (13—14 проц.). После первого цикла сушки зерно должно отлежаться 3—5 дней, чтобы влажность его оказалась равномерной во всей зерновке. После повторной проверки принимается решение о досушивании зернофуража или закладке его на хранение.
Влажное зерно требует постоянного контроля температуры. При повышении ее до 30 оС происходит усиленное дыхание зерновой массы без внешних изменений. Когда температура доходит до 38 оС, начинается брожение, может появляться солодовый запах, начинается поражение зерна грибами. При дальнейшем повышении температуры его оболочка темнеет, появляется сильный запах затхлости и гнилости.
Сушка иногда сдерживает процесс уборки, поскольку влажное зерно во избежание самосогревания должно быть обработано в течение 4 часов. Нагрев его в подвижном слое на шахтных сушилках допускается до 50 оС, барабанных — до 55 оС, при сушке в неподвижном слое — до 35 оС. При более высокой температуре снижается качество и питательная ценность зерна.
В процессе высокотемпературной сушки (более 60 оС) происходит окисление жира, в котором растворено большое количество витаминов и биологически активных веществ, обладающих лечебными и диетическими свойствами. Под влиянием высокой температуры снижается положительное действие жира на продуктивность животных и птицы. Так, в проводимых опытах по откорму молодняка свиней сбалансированными рационами с преобладанием кукурузы (более 72 проц.), среднесуточный прирост живой массы при высокотемпературной сушке зерна на АВМ составлял 500 г, а с использованием сушки по режиму семенного зерна (температура теплоносителя не более 55 оС) — 762 г. Затраты корма на 1 кг привеса составили соответственно 4,58 и 3,99 кг. И это не все недостатки данного способа сушки. К ним можно добавить меньшую переваримость корма и более высокую — в 1,5 раза — затратность. Расход жидкого топлива на сушку одной тонны зерна может составлять от 10 до 30 кг.
При послеуборочной обработке кукурузы стоимость сушки составляет 60—70 проц. При сушке кукурузы на семена предварительный прогрев и продувка сушильных камер, дифференцированные температурные режимы и рециркуляция нагретого воздуха позволяют сэкономить 25 проц. энергоносителей и ускорить сушку на 10 проц. при сохранении качества посевного материала.
Больше всего тепловой энергии требуется для семенной кукурузы. При выполнении этой технологической операции придерживаются мягких температурных режимов — снижают уровень нагревания, уменьшают интенсивность влагоиспарения и тщательно следят за состоянием зерновки. Однако все эти операции увеличивают затраты энергии.
Основным способом сушки семян кукурузы считается подсушивание зерна в початках в камерных сушилках периодического действия при следующих условиях: температурный режим — 35—50 оС в зависимости от влажности зерна, последовательная продувка камер, ритмичный график работы сушилки и реверсирования (когда проходит половина времени сушки в каждой камере). Расходы условного топлива не должны превышать 3,36 кг на один тонно-процент испаряемой влаги. В пересчете на плановую тонну максимальный расход условного топлива составляет 22—23 кг, то есть на испарение одного килограмма влаги расходуется 8,56 МДж тепла. Исходя из этого, КПД камерных сушилок составляет 30—35 проц. от теоретически возможного, а шахтных — 55—60 проц. Благодаря новым приемам сушки семенной кукурузы можно существенно снизить затраты тепловой энергии, уменьшить время этой технологической операции при полном сохранении качества семян. Добиться этого можно за счет предварительного прогрева початков, параллельной продувки камер, дифференцированного теплового режима, максимально допустимой температуры, реверсирования и рециркуляции отработанного теплоносителя.
Предварительный прогрев кукурузы основан на использовании повышенной температуры сушки на первом этапе, поскольку зародыш семени в стержне початка нагревается медленно. Как показали проведенные опыты, за счет прогревания початков при температуре 50 оС на 7 часов сокращается время сушки, на 10,9 проц. увеличивается скорость влагоотдачи зерна, на 22,5 проц. повышается производительность по сравнению с типовой технологией сушки в обычном режиме.
При прогревании початков температура в насыпи не превышала 39 оС, а температура зерна — 35 оС. Поэтому качество семян сохранялось: показатели лабораторной и полевой всхожести, а также урожайности были аналогичны тем, что получены при обычном режиме сушки по типовой технологии. При этом наиболее эффективным является прогревание початков в сушилках с небольшим количеством камер (2—4, иногда до 6). В этом случае прогрев початков совпадает с началом их сушки, что позволяет применять оптимальные тепловые режимы в зависимости от влажности зерна.
Другим вариантом является прогревание початков, которые находятся в бункерах временного хранения. Здесь работает единая система «бункер — сушилка», которая постоянно функционирует по мере завершения сушки в камерах и их загрузки нагретыми из бункера. Прогревание початков в бункере осуществляется посредством отработанного теплоносителя, который может иметь температуру 30—40 оС, относительную влажность 28—70 проц. В течение 30-часового нагрева и подсушки початков в бункере влажность зерна снижается примерно на 6 проц., а стержней — на 4 проц.
Типовые температурные режимы сушки кукурузы, которые применяют на практике, были разработаны теоретически исходя из характеристики динамики термостойкости семян. Максимально допустимые температуры при этом были установлены с учетом продолжительности нагрева зерна и влажности. Как показали опыты, такой подход не соответствует особенностям сушки зерна семенной кукурузы в производственных условиях. Во-первых, согласно расчетам, разница по температуре между прогретым воздухом и зерном составляет 4 оС, однако на практике получаются несколько иные результаты. Во-вторых, основные параметры сушки — влажность, температура нагрева зерна и скорость фильтрации характеризуются неодинаковыми показателями в разных слоях початков. В-третьих, скорость отдачи влаги зерном отличается и зависит от физико-механических и теплофизических свойств початка и зерновки. Кроме того, необходимо учитывать неадекватную термостойкость семян в зависимости от его сортовых особенностей, а также уборочной влажности и спелости.
Дифференцированный режим сушки. С помощью дифференцированных тепловых режимов производительность сушилки увеличивается на 20—30 проц. и более. В случае применения его ступенчатым или постепенным повышением температурных режимов не выявлено выше указанных недостатков. При постепенном повышении температуры соответственно возрастала скорость подсушивания семян. Такие условия наиболее благоприятны для получения их высокого качества. Но при постепенном повышении температуры нужно регулярно контролировать параметры сушки.
При ступенчатом режиме с каждым повышением температуры ее показатели должны совпадать с уровнем влажности зерна в пограничных слоях насыпи — верхнем или нижнем, в зависимости от направления продувки сушильных камер. Результативность такого режима довольно высокая и приближается к показателям с постепенным повышением температур. Исследования, проведенные в Украине, показали, что с помощью дифференцированных режимов можно увеличивать среднюю температуру сушки на 2—3 оС, повысить производительность сушильных камер.
При этом очень важное значение имеет максимально допустимая температура сушки, которая в камерных кукурузосушилках связана сложной зависимостью с нагревом зерна. Зависимость определяется рядом параметров, таких как удельный расход и скорость фильтрации теплоносителя в насыпи початков, объем его рециркуляции и частота реверсирования. Температуру сушки можно существенно повышать за счет увеличения частоты реверсирования в момент максимального нагрева початков. На основе определенных параметров теплового режима — температуры агента сушки 50—55 оС при частоте реверсирования 30 мин. — установлено его влияние на технико-экономические показатели работы сушилки и качество семян.
Применение такой технологии увеличивает среднюю скорость сушки семян кукурузы на 20—27 проц., а производительность сушильной камеры — на 15—21 проц., обеспечивает высокие посевные и урожайные свойства семян по сравнению с типовым режимом. Однако такой режим можно применять только для семян гибридов кукурузы с уборочной влажностью зерна до 30—32 проц.
Рециркуляция отработанного теплоносителя. Существенным резервом снижения энергопотребления является рециркуляция отработанного теплоносителя, который при выходе из сушилки может иметь высокий потенциал испарения влаги. В режиме рециркуляции расход топлива снижается на 26 проц.
Для перевода сушилки в режим рециркуляции применяют систему каналов, через которые теплоноситель подается и возвращается обратно. Наиболее эффективной оказалась двухканальная система с перекидным клапаном, который позволяет подавать отработанный воздух в обратном направлении, а также менять направление продувки. Режим рециркуляции возможен при разных способах работы сушилки: цикличном — с остановкой на загрузки и выгрузки, и бесцикличном — в режиме постоянного действия.
При цикличной работе сушилки в течение первых 20—30 часов сушки отработанный теплоноситель активно насыщается влагой, при этом его относительная влажность составляет 75—100 проц., а температура — 15—30 оС (при подаче 40—45 оС). По истечении указанного времени относительная влажность отработанного теплоносителя составляет 60 проц. и ниже, а температура повышается до 30—35 оС, поэтому его можно использовать в режиме рециркуляции. При бесцикличной работе каждое включение вновь загруженной камеры изменяет показатели отработанного теплоносителя сушки — его температура снижается на 5—8 оС, а относительная влажность повышается на 12—18 проц. в зависимости от состояния початков в камерах. Это продолжается 5—8 часов, после чего отработанный теплоноситель имеет относительную влажность 50—58 проц., температуру 31—33 оС.
Режим рециркуляции был опробован в Украине во время работы переоборудованной многокамерной сушилки СКПМ-18. Использовалось газообразное топливо. Влажность зерна гибридов кукурузы, а также их родительских форм составляла 30—35 проц. Объем отработанного теплоносителя, который направляли на рециркуляцию, был в пределах 30—70 проц. в зависимости от влажности зерна и времени сушки.
Сушка в режиме рециркуляции существенно улучшает технико-экономические показатели сушилки. Расход топлива снизился на 26 проц., электроэнергии — на 5 по сравнению с контрольным вариантом. Использование отработанного теплоносителя практически не влияло на качество семян — их всхожесть и урожайность оставались на высоком уровне.
До сих пор во многих случаях для сушки семенной кукурузы по инструкции применяют энергозатратные тепловые технологии, а камерные сушилки кукурузы относятся к сушильным агрегатам с низким коэффициентом полезного действия. Поэтому для энергосбережения и повышения производительности рекомендуется предварительный прогрев и параллельная продувка сушильных камер, задействовать дифференцированные температурные режимы, в том числе на уровне максимально допустимых.
Технология сушки кукурузных початков. Семенную кукурузу иногда сушат в початках, потому что трудно обмолотить высоковлажные растения без повреждения зерна. В некоторых случаях початки сушат до W=16—20 проц. Затем их обмолачивают и окончательно сушат зерно.
Кукурузу в початках часто подвергают сушке с помощью подогретого или неподогретого воздуха. Он должен проходить через всю зерновую массу кукурузы равномерно. При сушке кукурузы подогретым воздухом с температурой 16—26 оС снижение влажности происходит очень медленно. Большинство сушильных установок рассчитано на работу при температуре выше температуры окружающего воздуха приблизительно на 15—20 оС (т.е. 33—44 оС), некоторые сушилки работают при температуре 93 оС.
Очищенные или неочищенные початки доставляют на стационарный пункт. С завальной ямы или площадки с помощью транспортера початки подают в сортировочный цех, а затем загружают в хранилище-сушилку. Там их обдувают холодным или нагретым воздухом из воздухоподогревателя. В сушильную камеру загружают первую партию початков кукурузы с разницей по содержанию влаги в интервале не более 5. Температура подогретого воздуха на выходе из вентилятора должна быть не более 40 °С. Когда влажность зерна кукурузы в початках достигает 13 проц., процесс сушки прекращается.
Опыт Украины. По данным УкрНИИ зернового хозяйства, семенные початки можно сушить конвективным методом в неподвижном слое при двухстороннем продувании (на кукурузообрабатывающих заводах) при температуре 45—50 оС. При начальной влажности зерна 23—35 проц. и конечной — 13,5—14,5 проц. длительность сушки колебалась в пределах 25—50 часов. Для початков влажностью выше 22 проц. устанавливали температуру 45 оС в течение первых 8—12 часов, а затем досушивали их при более высокой (50 оС ). В таком случае сохраняется, а в отдельных случаях и повышается всхожесть семенной кукурузы.
Обработка ее в зерне влажностью 22—24 проц. в сушилках шахтного типа при ступенчатых режимах и температуре газовоздушной смеси на первой ступени 45—68 оС, на второй — 50—70 оС, третьей 55—70 оС, соответственно, температура нагрева зерна — 20—30, 28—35 и 30—38 оС, влажность его снижалась до14—16 проц., сохранялась и в отдельных случаях повышалась энергия прорастания и всхожесть. Проверка полевой вспашки подтвердила, что при посеве просушенных семян получались равномерные всходы и происходило дружное развитие растений.
При влажности зерна выше 20 проц. применяют ступенчатый режим или двух-, трехступенчатый пропуск через сушилку. При первой ступени или первого прогрева температура теплоносителя должна быть ниже на 10 оС, а нагрева зерна — ниже на 5 оС .
Александр КЛОЧКОВ, доктор технических наук, профессор УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия»
При цикличной работе сушилки в течение первых 20—30 часов сушки отработанный теплоноситель активно насыщается влагой, при этом его относительная влажность составляет 75—100 проц., а температура — 15—30 оС (при подаче 40—45 оС). По истечении указанного времени относительная влажность отработанного теплоносителя составляет 60 проц. и ниже, а температура повышается до 30—35 оС, поэтому его можно использовать в режиме рециркуляции. При бесцикличной работе каждое включение вновь загруженной камеры изменяет показатели отработанного теплоносителя сушки — его температура снижается на 5—8 оС, а относительная влажность повышается на 12—18 проц. в зависимости от состояния початков в камерах. Это продолжается 5—8 часов, после чего отработанный теплоноситель имеет относительную влажность 50—58 проц., температуру 31—33 оС.