Современные технологии хранения зерна

Санитария хранилищ

Основополагающим фактором санитарии элеватора является тщательная уборка и дезинфекция хранилищ - как внутренняя, так и внешняя. Вначале проводится ручная зачистка от остатков зерна днища и стен хранилищ, съемных панелей аэрации, затем зачистка производится при помощи пылесоса. Также очищаются воздуховоды системы аэрации с последующей их фумигацией фосфатными газами, имеющими большую плотность чем воздух.

Загрузка хранилищ

Зерно, загружаемое в зернохранилище должно быть тщательно очищенным. Эта операция, в основном, должна производиться сдатчиками зерна. Например, в Австралии и Канаде за плохую очистку зерна из-под комбайна на фермеров налагают большие штрафы. В США, при загрузке зерна в силос, обычно производят дополнительную очистку на ротационных очистительных машинах с одним либо двумя наклонными круглыми ситами (по типу нашего скальператора А1-БЗО с мелкими ситами).
Для улучшения последующей аэрации, насыпь зерна в хранилище должна иметь ровную поверхность, а не конусообразную, которая обычно образуется при загрузке. Для этого применяют специальные загрузочные устройства, обеспечивающие "разбрызгивание" зерна и его выравнивание по диаметру силоса.
По мнению докладчика, в хранилище под точкой загрузки образуется участок (ядро или центральный столб) примесей. Поэтому, после загрузки хранилища, эти центральные участки зерна со скопившимися примесями периодически удаляются для повторной очистки. Причем, за один выпуск из силоса удаляют лишь около 5% объема зерна, что снижает не только энергозатраты, но и уменьшает травмированность зерна.

Аэрация

Для надежного хранения зерна необходимо добиться равномерного распределения температуры по всей массе зерна.
Холодный воздух у стенок хранилища опускается вниз, а в центре поднимается вверх, унося с собой лишнюю влагу. На каждые 20°F (11,1°C) относительная влажность воздуха повышается вдвое.
С учетом того, что в холодное время года под крышей хранилища конденсируется влага, на поверхности зернового слоя может образовываться плесень. Поэтому проводить аэрацию зимой нельзя.
В современных зернохранилищах предусмотрена автоматическая регулировка температуры, для этого терморегулятор выставляется на заданную температуру и фиксируется время начала работы вентилятора. Зная скорость воздуха, рассчитывают общую продолжительность работы вентилятора для одного цикла охлаждения силоса.
При аэрации на одну тонну зерна необходимо обеспечить подачу 6 м3/ч воздуха, со скоростью 10м/мин. При таких параметрах воздуха температура зерна выравнивается. Аэрация лучше происходит летом в ночное время, либо осенью в течение 120-150 часов за один цикл.
На эффективность аэрации крайне негативно влияет наличие примесей в центральном столбе, а также неравномерность его расположения по диаметру силоса. В общем, аэрация служит для выравнивания температуры зерна, снижения влажности зерна и борьбы с вредителями, т.к. с помощью аэрации в течение 15 суток при температуре ниже 10°C достигается 100% смертность насекомых.
Как лучше подавать воздух в хранилище: снизу - вверх или сверху - вниз? В свое время в США это было проблемой. При подаче воздуха снизу (нагнетание), вверху хранилища происходит конденсация влаги. Кроме того, при работе вентилятора, из-за компрессии, подаваемый в хранилище воздух нагревается (при продувке зерновой насыпи большой высоты требуется высокое статическое давление; при сжатии воздуха вентилятором происходит частичное преобразование механической энергии в тепловую и воздух нагревается).
В подтверждение был приведен пример такого опыта. Продували зерновую насыпь в четырех силосах высотой 35 м: один силос был пустым, второй - наполнен на половину, и два полных. Контролировали давление в системе и температуру воздуха. Оказалось, что при продувке воздухом снизу вверх в пустом силосе температура воздуха увеличилась на 4°F (2,2°C), в силосе, заполненном наполовину - на 6°F (3,3°C), а в полных силосах - на 9°F (5,0°C). Таким образом, вместо охлаждения может идти нагревание зерна в хранилище!
Такая картина может наблюдаться при высоте насыпи зерна 15-20 м. Поэтому, работа системы аэрации на нагнетание возможна лишь в северных районах США, где температура воздуха примерно соответствует температуре воздуха большей части Украины. В регионах с более мягким климатом должна применяться аэрация на всасывание, при которой воздух в силос подается сверху - вниз. При такой аэрации, при подаче воздуха в соотношении 3 м3/ч на тонну зерна, можно легко справиться с насекомыми, так как они попадут в свежий холодный воздух.
При подаче воздуха снизу - вверх требуется 120-150 ч для подъема зоны охлаждения к верхней части зерновой насыпи, где сосредоточены насекомые, и всего 3-4 часа - при подаче воздуха сверху - вниз. Цель аэрации будет достигнута, когда при относительной влажности воздуха 70% температура зерна с 30-35°C будет снижена до 13-18°C.
Особое внимание необходимо обратить на вентиляционные выходы на крыше хранилища. Их выходное сечение должно обеспечивать рекомендуемую скорость воздуха, равную 300 м/мин (5 м/с). Исходя из этого, можно рассчитать число вентиляционных выходов на крыше. В самой толще зерновой насыпи скорость воздуха составляет около 10 м/мин (0,17 м/с). При большей скорости будет существенно возрастать статическое давление и нагрев воздуха, что крайне нежелательно.

Наблюдение

Большая часть насекомых-вредителей (до 90%) развивается в верхней части силоса. Поэтому там еженедельно берут пробы зерна при помощи специальных ловушек (не путать с пробоотборниками) и оценивают скорость прироста насекомых. По результатам контроля зараженности определяют необходимость проведения либо аэрации, либо фумигации.
Наблюдение за температурой зерна проводят при помощи кабелей с датчиками температуры (термопарами). Например, в силосе O20м располагается 15-20 кабелей. Их показания также снимаются еженедельно. Информация о температуре зерна выводится на дисплей ПК. При этом фиксируется средняя температура и отклонения от нормы, зеленым, красным и синим цветами на схеме хранилища.

Фумигация

Для проведения фумигации нужно получить специальное разрешение. Для этого все фермеры проходят специальные курсы по фумигации и составляют планы ее проведения у себя в хранилищах. Фумигацию, в основном, проводят фосфорорганическими препаратами: гранулированным фостаксином либо экофилом. Экофил дозируется в соотношении 200/1000000, он хорошо подвергается контролю, и его расход в 2 раза ниже фостаксина. Для достижения 100-процентного эффекта достаточно 7 дней фумигации. Обычно концентрация фумиганта в зерне изменяется, поэтому основной задачей является поддержание концентрации газов на должном уровни. Для этого используют специальные системы аэрации.
Рециркуляционные системы фумигации (системы закрытого типа).
Для фумигации с помощью гранулированного фосфорорганического фумиганта герметизированное хранилище оборудуется замкнутой трубопроводной системой с нагнетателем. Нагнетатель для хранилища вместимостью 8000 т имеет мощность 0,1 кВт.
Для трубопроводной системы используют поливинилхлоридные трубы. Например, для силоса в 10000 т система аэрации состоит из двух вентиляторов, горизонтальных (O150 мм) и вертикальных (O100 мм) труб. Нагнетатель - съемный, на двух гибких шлангах, устанавливается непосредственно при фумигации. От одного нагнетателя можно работать и на два силоса. Такая же система приемлема и для бетонных силосов. Самая большая система на 80000 т имеет 2 вентилятора и 3 нагнетателя с каждой стороны силосного хранилища.
После недели фумигации, силос еще в течение трех недель выдерживают в герметичном состоянии.
Следует отметить, что в хранилищах бывшего СССР давно использовались рециркуляционные установки для газации силосов. Описание такой установки приведено, например, в учебнике для ВУЗов: Трисвятский Л.А. Хранение зерна - М.: Колос, 1966.

Сушка зерна

В США для сушки зерна применяются различные типы сушилок.
Прежде всего, используются эффективные сушилки порционного действия с диапазоном температуры зерна до 105°F (40,5°C). Существуют специальные сушилки непрерывного действия с рабочей толщиной слоя зерна 250-300 мм. Экономия топлива у данного типа сушилок происходит за счет повторного использования сушильного агента и охлаждающего воздуха. Перед направлением в сушилку влажное зерно должно находится в охлаждаемых силосах.
Применяются также модульные системы сушилок.
Имеются варианты сушки зерна и в силосах, но вентиляторы, подающие в них воздух для аэрации, необходимо оборудовать электронагревателями. Эффективная сушка в банках происходит при толщине слоя зерна в 1 м. Кроме того, масса зерна при сушке должна разрыхляться вертикальными шнеками, а для выгрузки остатков зерна из силосов, последние должны быть оборудованы зачистными шнеками. Однако такая сушка - медленная.
Для сушки зерна кукурузы в штате Индиана разработана специальная сушилка со следующей технологией. Зерно с влажностью 20-30% подсушивают до 16% при температуре агента сушки 200-240°F (93-115°C). Затем горячее зерно несколько часов выдерживают в бункере, а затем охлаждают. Для охлаждения в бункер подают воздух из расчета 30 м3/ч на тонну зерна. В этом случае достаточна обработка зерна в течение 8-10 часов. Такой ступенчатый метод снижения влажности зерна обеспечивает хорошее качество зерна, так как оно не растрескивается. Несомненно, было бы лучше, если бы и бункер для отлежки был непрерывно действующим. Такую модель сушки зерна профессор Р.Т. Нойес порекомендовал и для Украины.
Однако здесь нужно отметить, что такой способ сушки зерна в Украине уже известен. Его предложил и испытал на Белгородском КХП (Россия) заслуженный изобретатель России В.И. Атаназевич. Суть данного метода была изложена автором на второй национальной конференции "Хлебопродукты-97", прошедшей в ОГАПТ (Одесса). Способ, названный автором "сушка днем - охлаждение ночью", позволяет повысить производительность зерносушилок ДСП-32 до 40-42 пл.т/ч и снизить при этом на 10-15% затраты топлива и электроэнергии на сушку зерна различных культур.

Выбор типа сушилки.
Выбор типа сушилки определяется прежде всего ее производительностью, стоимостью, безопасностью при работе, надежностью контроля температуры, стабильностью производительности и наличием соответствующего транспортного оборудования. Легкость очистки также играет важную роль, особенно при сушке разных партий семенного зерна. В процессе сушки возможно ухудшение качества зерна вследствие потери всхожести, подгорания, снижения хлебопекарных свойств муки, растрескивания.

Периодическая сушка
При периодической сушке, т. е. при полной сушке одной партии зерна, термический коэффициент полезного действия может быть высоким, при не равномерной конечной влажности зерна. При периодической сушке зерна следует искать компромисс между экономией топлива и равномерностью влажности в конце сушки. На таких сушилках невыгодно сушить зерно очень низкой влажности.
Ступенчатая сушка - это модифицированная периодическая сушка, при которой может быть достигнута значительная равномерность конечной влажности зерна. При ступенчатой сушке воздух проходит последовательно через две или три сушилки.
При ступенчатой сушке исключается пересушивание зерна и достигается более равномерная влажность.
Но это требует высоких затрат на строительство и покупку двух или трех сушилок.

Непрерывная сушка
Сушилки непрерывного действия используют для сушки обмолоченной кукурузы и зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса. Зерно может перемещаться под действием силы тяжести при регулировании потока механическими средствами. Воздух проходит через зерно по мере его движения вниз. На рис. 1 приведена схема работы сушилки данного типа

1.Цилиндр для зерна на вершине сушилки ускоряет процесс сушки.
2. Вертикальная колонна (шахта), в которой сушится зерно.
4. Внутренняя колона изолируют горелку в безопасной позиции от зерна.
5.Специальное устройство для перемещивания зерна с целью обеспечения равномерной влажности.
6. Горелки дают большее количество поверхности пламени для максимальной экономии топлива.
7. Охладительная зона позволяет уравнивать влажность зерна и температуру. Обеспечивает рециркуляцию тепла.
10. Центробежный вентилятор обеспечивает тихую и эффективную работу.
Измерительная система влажности зерна, которая автоматически ускоряет или замедляет скорость прохождения зерна через сушилку.
Рис.1
15. Опоры для поднятия сушилки над землей. Позволяют монтировать конвейер для выгрузки зерна.
Щиток управления электрической системой.
18. Регулируемые вентиляционные решетки автоматически корректируют подачу воздуха.

Cушильные закрома

Такие силоса строятся, снабженные воздуховодом и перфорированным полом,
заполняется на 13, а зерно высушивается продуванием через него наружного или слабо подогретого воздуха. После сушки первого слоя зерна продолжается дальнейшее заполнение силоса и высушивается следующий слой, и так до тех пор, пока силос полностью не заполнится зерном.
Имеется оборудование, которое механическим путем подает зерно в силос для сушки и удаляет из него слой зерна равной толщины. С целью обеспечения равномерного удаления влаги разработаны также встроенные шнеки перемешивания зерна во время сушки.

В пределах трех указанных основных групп имеется много различных вариантов сушилок.

Наиболее интересной конструкцией стационарной горизонтальной сушилки является башенная сушилка цилиндрического типа.

Два цилиндра располагаются вокруг центрального горизонтального подводящего воздушного канала. Такие сушилки используются как для непрерывной сушки.

Температура сушки.
При обсуждении температур сушки необходимо различать температуру сушильного агента и температуру зерна. Оператор сушилки обычно контролирует температуру сушильного агента, но от нее зависит температура зерна, которая определяет его качество в зависимости от назначения. Различные диапазоны температуры могут быть установлены для зерна, используемого для семенных и кормовых целей и для мукомольной промышленности.
Зависимость между температурой сушильного агента и температурой зерна сложная. Зерно быстро нагревается за счет тепла сушильного агента. Когда зерно подвергается действию больших объемов воздуха, как, например, при сушке в тонком слое или при сушке зерна, полностью подвергающегося воздействию воздуха, температура зерна быстро приближается к температуре сушильного агента. В сушилке, где не происходит перемешивания зерна (шахтная сушилка непрерывного или периодического действия), температура слоя зерна, следующего за тем слоем, в который поступает нагретый воздух, быстро приближается к температуре этого воздуха. Температура воздуха, проходящего через зерно, быстро падает по мере испарения влаги. Поэтому в сушилках с поперечным движением сушильного агента имеется большой перепад температур; конечная температура зерна и его конечная влажность - средние величины, получаемые при перемешивании зерна, происходящем при его выпуске из сушилки.

Расход воздуха
Величина удельного расхода воздуха важна для определения того, как температура зерна приближается к температуре сушильного агента.
Расход воздуха, используемого для сушки зерна, значительно колеблется и связан с температурой сушильного агента.
Вентилируемые бункера работают со слабо подогретым воздухом при удельном расходе 5-20 м3/мин на 1 т. Промышленные сушилки периодического и непрерывного действия характеризуются удельным расходом воздуха от 50 до 200 м3/мин на 1 т зерна.

Зависимость температуры воздуха от его расхода
Скорость сушки зерна находится в прямой зависимости от температуры воздуха. С увеличением температуры данный объем воздуха может содержать большее количество тепла.
Повышение температуры сушильного агента увеличивает количество тепла, добавляемого на единицу удельного расхода воздуха, которое можно использовать без снижения эффективности процесса сушки. Это выражается почти в увеличении производительности сушилки.
Эффективность сушки
Три группы факторов влияют на эффективность сушки нагретым воздухом:
1) условия окружающей среды;
2) вид культуры, подвергаемой сушке;
3) конструкция сушилки и ее работа.
Приведенные показатели эффективности учитывают только использование тепловой энергии и не учитывают энергию вентилятора (тепловая энергия от вентилятора составляет не более 5%).
Коэффициент полезного действия сушильной установки может изменяться, в зависимости от погодных условий.
Эффективность сушки при низких температурах окружающего воздуха может быть быстро повышена путем увеличения количества тепла, добавляемого к воздуху.
Коэффициент полезного действия зависит также от того, насколько прочно при сушке влага удерживается внутри зерна данного вида. Мелкие семена теряют влагу легче, чем крупные.
Для сушки кукурузы требуется больше времени, чем для сушки пшеницы.
Зерно гигроскопично, и его влажность влияет на то, насколько полно насыщается влагой сушильный агент. При начальной влажности зерна выше 25% сушильный агент будет полностью насыщаться.
При низкой влажности невозможно достичь полного насыщения воздуха и, следовательно, уменьшается эффективность сушки.
Важными факторами эффективности, относящимися к конструкции сушилки и ее работе, являются отношение температуры воздуха к его расходу и продолжительность сушки.

Производственные опыты по сушке кукурузы
Сочетание сушки нагретым воздухом и охлаждения вентилированием получило название "Full heat"
При влажность кукурузы в поле была выше 30%, в связи с чем испытывали систему сушки нагретым воздухом до влажности 20% с последующим охлаждением в силосах.

Влияние способа сушки на производительность сушилки.

При обычной работе (непрерывной) производительность сушилки по кукурузе ниже чем по пшенице.
Производительность по способу "Full heat" почти в два раза, а к. п. д.- в полтора раза больше, чем в режиме сушка и охлаждение при непрерывной сушке.
Большая часть повышения производительности в опытах "Full heat" приходится за счет преобразования охлаждающей камеры сушилки в сушильную.

СПОСОБЫ СУШКИ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА

Качество зерна при сушке его нагретым воздухом часто ниже, чем при естественной сушке. Более жесткие условия сушки сопровождаются большим ухудшением качества. Кроме того, зерно повреждается при уборке и транспортировке.

Повреждение при перегреве
Искусственная сушка вызывает два типа повреждений: от перегрева зерна и слишком быстрой его сушки. Перегрев снижает качество зерна, предназначенного для мукомольного производства, а в отдельных случаях в зерновой массе могут быть поджаренные, подгорелые и обесцвеченные зерна, что снижает его товарное качество.
При сушке кукурузы, предназначенной на корм скоту, ценность ее обычно не снижается, если температура сушильного агента не превышает величин, рекомендуемых для кукурузы, которая направляется на размол.

Влияние скорости сушки
Наиболее обычным повреждением зерна при его искусственной сушке является образование трещин, вызываемое высокой скоростью сушки. Такое повреждение проявляется в образовании трещин на поверхности зерна или внутренних трещин. При помоле пшеницы зерна с трещинами снижают выход муки высшего сорта. Для предупреждения образования трещин следует контролировать как температуру сушильного агента, так и снижение влажности зерна на один пропуск через сушилку. При высокой скорости сушки кукурузы внутренние трещины образуются в эндосперме, что приводит к дроблению зерна при транспортировке. Образование трещин возрастает при увеличении температуры сушильного агента и подачи воздуха.
Большинство трещин в зернах кукурузы образуется при сушке в диапазоне влажности 19-14%, но они наиболее многочисленны, когда сушка начинается при высокой влажности. Быстрое охлаждение высушенного зерна кукурузы способствует увеличению количества трещин. Образование трещин зерна уменьшается при низкой скорости сушки и охлаждении высушенной кукурузы в силосах с вентилированием.
Кукурузу с высокой влажностью рекомендуется сушить со скоростью не больше 10% в час.

Способ уменьшения повреждения зерна при сушке
Способ "Full heat" применяется с целью уменьшить образование трещин кукурузы при быстрой сушке ее воздухом высокой температуры.
Сушка нагретым воздухом прекращается при влажности, которая на 1-2%' выше величины желаемой конечной влажности. Нагретое зерно кукурузы подается из сушилки в силос, где оно проходит медленное охлаждение с помощью вентилирования наружным воздухом. Зерно, высушенное по этому способу, менее хрупкое и не растрескивается так легко, как зерно после сушки обычными способами.
Положительным фактором процесса "Full heat" является увеличение производительности сушилки. Это объясняется перенесением процесса охлаждения зерна из сушилки в отдельный силос и удалением излишней влаги в процессе медленного охлаждения зерна.


Влияние сушки на зерно

Сушка может оказывать разнообразное влияние на зерно. Важную роль при этом играет вид зерна и его дальнейшее использование. Например, у кукурузы в результате сушки при высокой температуре полностью теряется всхожесть, но целиком сохраняется кормовая ценность.
Влияние сушки на мукомольное качество. В процессе сушки при высокой температуре происходит закал зерна пшеницы, что затрудняет его размол. Хлебопекарное качество пшеничной муки может ухудшиться в результате сушки зерна при высокой температуре. В пересушенной кукурузе трудно отделяется крахмал.

Влияние сушки на всхожесть.
Зерно, которое должно быть использовано для посева, ячмень, предназначенный для приготовления солода, невозможно высушить при высоких температурах без снижения всхожести. В процессе сушки кукурузы и ячменя для солода, температура воздуха не должна превышать 45° С. Для других видов зерна температура может быть выше. Температура, выше которой снижается всхожесть, зависит от его начальной влажности, чем выше влажность, тем ниже должна быть температура. Семенную кукурузу иногда сушат в початках потому, что трудно обмолотить влажную кукурузу без повреждения зерна. В некоторых случаях кукурузу в початках сушат до влажности 17-19%. Затем початки обмолачивают и окончательно сушат зерно.

Влияние сушки на питательную ценность.
Когда кукурузу с влажностью около 30% сушат при температуре до 100°С питательная ценность белков не снижается, нет потерь каротина и повышения кислотности жира.

Влияние сушки на товарный вид.
Существуют ГОСТы на товарное зерно, но в них не отражается качество зерна при сушки. Изменение внешнего вида, вызванное высокой температурой, не обязательно означает ухудшение качества зерна.
При высокой температуре уничтожается зародыш, но это не учитывает в документах на товарное зерно.
Зерно кукурузы, высушенное при высокой температуре, может иметь внутренние трещины. Наличие внутренних трещин не влияет на класс зерна.

Сушка наружным воздухом
При нагнетании не подогретого воздуха в зерно через перфорированное днище фронт сушки перемещается вверх медленнее, чем при сушке подогретым воздухом. Важно, чтобы фронт сушки прошел через всю массу зерна, прежде чем оно начнет портиться. Недостатки сушки зерна с помощью не подогретого воздуха заключаются в том, что возможна порча зерна из-за медленного удаления влаги и не всегда удается высушить зерно до требуемой влажности.

Механическое повреждение до сушки.
Механическое повреждение кукурузы в процессе обмолота во время уборки заметно влияет на интенсивность порчи зерна и его дыхание.
Если бы кукурузу удавалось обмолотить без механического повреждения, то можно было бы сушить ее наружным воздухом при низких удельных подачах.
Поврежденное зерно необходимо сушить в первую очередь.

Конечная влажность
Конечная влажность зерна после сушки наружным воздухом в значительной степени зависит от его влажности. Если после прохождения фронта сушки через силос влажность зерна слишком высока, последующую сушку можно проводить в периоды низкой влажности воздуха.
Кукуруза, высушенная, например, до влажности 15%, непригодна для длительного хранения. Приемлемая влажность зерна зависит от его использования и продолжительности хранения до реализации.
Для хранения сроком на 6 месяцев пшеница должна иметь влажность - 14%, а сроком на год - 13%.

Экономичность

Для оценки экономичности топлива достаточно взглянуть на следующие цифры: для сушилки производительностью 33 т/ч расход природного газа в среднем составляет 184,8 м?/ч, удельный расход на один тонно-процент – 1,4 м?, в то время как ориентировочный расход дизельного топлива для аналогичной зерносушилки составил бы 147,84 кг/ч, удельный расход на один тонно-процент – 1,12 кг. Учитывая среднюю стоимость вышеуказанных видов топлива, получаем, что стоимость тонно-процента при сушке зерна на природном газе составляет около 6 рос.руб., а стоимость тонно-процента при сушке зерна на дизельном топливе составила бы примерно 24 рос.руб.

Таким образом, можно сделать вывод, что наиболее эффективным методом снижения затрат топлива на сушку зерна является использование сушилок, работающих на природном газе.

20.12.2017г.
2009-2018 © АгроВектор. All rights reserved.
КОРЗИНА ЗАКАЗОВ

Продавец Наименование Кол-во Цена  
ОЧИСТИТЬ КОРЗИНУ
ПРОДОЛЖИТЬ ПОКУПКИ
ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ
КОРЗИНА ЗАКАЗОВ (0)
ОФОРМЛЕНИЕ ЗАКАЗА
ВЕРНУТЬСЯ В КОРЗИНУ
ПРОДОЛЖИТЬ ПОКУПКИ
ОТПРАВИТЬ ЗАКАЗ