Агротехнічні вимоги до сушіння зерна

Для сушіння зерна використовують зерносушарки . Їх використовують також для:

а) зменшення вологості зерна;

б) оздоровлення зерна (проросле, з невластивим запахом, морозобійне зерно кукурудзи);

в) термічно знищити шкідників зерна чутливих до підвищених температур нагрівання;

г) охолодження зерно, що само зігрівається, із використанням не нагрітого агенту сушіння (повітря довкілля);

ґ) освіження зерна, або поліпшення його товарного вигляду (колір, блиск).

Для сушіння зерна використовують різноманітні зерносушарки вітчизняного та зарубіжного виробництва. Сушіння зерна, контроль технологічного процесу, визначення показників якості зерна здійснюють сушильний майстер та фахівці ВТЛ зернового складу.

Прямотечійна технологія сушіння (стаціонарні і пересувні зерносушарки) зерна включає:

а) підбір однорідних за вологістю партій зерна з різницею їх вологості до 2-3% із ємностей тимчасового зберігання зерна;

б) встановлення режимів сушіння в залежності від культури зерна, його цільового призначення та вологості;

в) подачу очищеного сирого або вологого зерна транспортними механізмами у надсушильний бункер сушарки;

г) сушіння зерна за встановленими ВТЛ режимами сушіння (температура нагрівання зерна не повинна перевищувати граничної для даної культури і цільового призначення зерна);

ґ) охолодження зерна повітрям довкілля;

д) випуск (безперервний) зерна із сушарки;

е) контроль температури агенту сушіння, нагрівання й охолодження зерна;

є) контроль вологості зерна після сушіння;

ж) подачу сухого зерна в зерносховище.

При прямоточній технології за один пропуск сушарки вологість зерна знижується до 8%. Для зниження вологості зерна понад 8% його необхідно додатково сушити. Сухе зерно направляють (при необхідності) для вторинного очищення або в зерносховище.

Рециркуляційна технологія сушіння (стаціонарні зерносушарки) зерна передбачає:

а) сушіння партій зерна різного за вологістю;

б) встановлення режимів сушіння в залежності від культури зерна, його цільового призначення та вологості;

в) подачу первинно очищеного зерна в надсушильну ємність рециркуляційної сушарки;

г) сушіння зерна за встановленими ВТЛ режимами сушіння (температура нагрівання зерна не повинна перевищувати граничної для даної культури і цільового призначення зерна);

ґ) охолодження зерна повітрям довкілля;

д) випуск (безперервний) зерна із сушарки;

е) контроль температури агенту сушіння, нагрівання й охолодження зерна;

є) контроль вологості зерна після сушіння;

ж) подачу сухого зерна в зерносховище.

Сухе зерно направляють (при необхідності) у складську місткість для вторинного очищення. Технологічну операцію із сушіння зерна оформлюють розпорядженням за формою N 34 й актом про сушіння зерна (форма N 34). Облік роботи зерносушарки ведеться зерносушильним майстром зернового складу в журналі за формою N 122 та у вахтовому журналі.

Способи сушіння зерна.

Сушіння — основна технологічна операція з приведення зерна й насіння до стійкого стану. Тільки після того, як із сві­жозібраної зернової маси видалено всю надлишкову вологу і зерно доведено до сухого стану, можна розраховувати на подальшу надій­ну збереженість продукції. Сушіння полягає у видаленні з матеріалу будь-якої ріди­ни, в результаті чого в ньому збільшується відносний вміст сухої частини.

Відомо, що в сухій зерновій масі всі живі компоненти, крім шкід­ників та комах, перебувають в анабіотичному стані. Зберігання зер­на сухим — основний засіб підтримання високої життєдіяльності насіння в зернових партіях усіх культур, а також якості продоволь­чого зерна протягом тривалого строку зберігання.

Сушіння — складний технологічний тепломасообмінний процес, який повинен забезпечити збереженість усіх властивостей речовин у зерні, що можливо за умови дотримання оптимальних параметрів цього процесу. Так, під час сушіння постійно змінюються термоди­намічні й теплофізичні властивості зерна, зокрема теплоємність і теплопровідність. Тому необхідно суворо додержувати рекомендова­них режимів сушіння насіння кожної культури залежно від його вологості та цільового призначення. Застосовують три способи сушіння (зневоднення) зерна: теплове (в тому числі вакуумне); сорбційне (контактне); механічне (відтис­кання, центрифугування). Найчастіше практикують теплове сушін­ня, рідше — сорбційне, а механічне — тільки у мийних машинах на борошномельних заводах. Під час теплового сушіння рідина пере­творюється на пару, на що витрачається теплова енергія. При сорб-ційному сушінні волога із зерна може видалятися як у пароподіб­ному, так і в рідкому стані, причому цей процес не пов'язаний з не­обхідністю використання додаткового джерела енергії.

Серед численних способів теплового сушіння, які різняться способом передачі теплоти зерну, найпоширеніший конвективний. Суть його полягає в тому, що теплота передається конвекцією від теплоносія, який вбирає вологу, і видаляється в атмосферу. За та­ким принципом працюють шахтні, рециркуляційні, барабанні, стріч­кові та інші типи сушарок.

Процес сушіння ґрунтується на здатності зерна випаровувати по­верхнею вологу за умови, що тиск водяної пари в зерні вищий за тиск її в зовнішньому повітрі.

Під час сушіння зерна відбуваються такі фізичні явища: пере­дача теплоти від агента сушіння до зерна; рух вологи з централь­них шарів зерна до поверхневих; випаровування вологи з поверхні зерна та дифузія її в навколишнє середовище; переміщення вологи при наявності температурного градієнта з потоком теплоти внаслі­док термовологопровідності.

Закономірності сушіння зерна такі:

1) чим більша початкова вологість зерна, тим вища швидкість сушіння в початковий період і тим він коротший. У сирому зерні є механічно зв'язана волога, яка видаляється в першу чергу. Капілярно зв'язана волога міцно зв'язана з крохмальними зернами і ще міцніше — з біл­ками. Тому процес сушіння зерна лімітується переважно сушінням бі­лкового комплексу;

2) під час сушіння зерно нагрівається швидше, ніж випаровується воло­ га. Це й визначило доцільність застосування для сушіння зерна реци-ркуляційного (з відлежуванням) способу;

3) сушіння можливе лише тоді, коли тиск пари всередині зернівки ви­

щий, ніж в навколишньому середовищі, тобто відбувається її випаро­

вування. Коли температура поверхні зерна дорівнює температурі се­

редовища сушильної камери, процес сушіння (випаровування води)

припиняється;

4) одночасно з переміщенням вологи рухаються розчинені в ній мінера­

льні речовини, тому зольність периферійної частини зернівки і зародка

збільшується;

5) при вмісті в насипу органічної легкої домішки понад 0,1 % можливе

загоряння її в сушарці;

6) якщо зерно перед сушінням зберігалося в анаеробному стані в насипу

висотою понад 4 м, то в зернівках накопичується етиловий спирт,

який при різкому нагріванні може призвести до загибелі зародків. То­

му зерно треба попередньо провітрити для видалення спирту;

7) швидкість процесу сушіння залежить від вологоємності повітря; на­

приклад, 1 м3 повітря з температурою 20 °С поглинає 17 г води,

ЗО °С — 31 г, 50 °С — 90 г, 70 °С — 200 - 250 г, 90 °С — 400 г

і більше.

Контактний (кондуктивний) спосіб сушіння ґрунтується на контакті висушуваного матеріалу з нагрітою поверхнею і потре­бує великих витрат теплоти, тому поширений мало. За радіаційного способу сушіння використовують теплоту енергії сонця чи інфрачервоних променів. Приклад — повітряно-сонячне сушіння, коли волога випаровується тільки через поверхню насипу зернової маси. У південних районах України для сушіння невеликих партій зерна цей спосіб використовується й донині.

Ефективність процесу сушіння залежить від товщини шару зер­на, частоти його переміщування, інтенсивності сонячної радіації, сили вітру, властивостей майданчика. Останній обладнують так, щоб він мав південний нахил. Шар зерна зернових злакових має бути гребенистим завтовшки 10 — 20 см, зернобобових 10 — 15, проса 4-5 см.

При температурі насипу 25 - 30 °С його треба переміщувати, оскільки нагрівання його верхнього шару призводить до інтенсив­ного випаровування вологи, внаслідок чого виникає різниця температур між верхнім нагрітим і нижнім холодним шарами. Тепле по­вітря вологомістке, однак при зіткненні з холодним зерном вологоєм­ність його знижується й утворюється конденсаційна волога.

При додержанні всіх вимог та достатній інсоляції, якщо вологість зерна не перевищувала 17 - 18 %, вона за один день знижується на 1 — 3 %. Якщо вологість зерна вища, повітряно-сонячне сушіння ма­лоефективне. За такого сушіння поліпшується схожість зерна, успі­шніше відбувається післязбиральне дозрівання, зменшується кіль­кість мікрофлори та пошкодженість зерна шкідниками. Обмежене застосування повітряно-сонячного сушіння пояснюється потребою у великих майданчиках для розміщення зерна, залежністю його від метеорологічних факторів, низькою механізацією процесу. Найчас­тіше повітряно-сонячне сушіння застосовують у насінництві або для доведення до базисних кондицій невеликих партій зерна.

Молекулярне сушіння зерна проводять у вакуумних установ­ках. Тут спочатку створюють вакуум, в результаті чого волога від перепаду тиску в зерні та в середовищі виділяється на поверхню і замерзає, а при наступній подачі до зерна теплоти швидко випаро­вується. Так можна сушити овочі, фрукти. Собівартість такого су­шіння занадто висока і на практиці його застосовують мало.