г. Брянск, пр-кт Московский, 99А

8(4832)74-86-51 +7(905)176-51-51 График работы: с понедельника по пятницу с 08:00 до 17:00

Сушка зерна различных культур

Сушка зерна различных культур зависит от строения, консистенции ядра и оболочек, их химического состава (1). Основными факторами, влияющими на процесс сушки, являются такие свойства зерна и зерновой массы, как:

  1. влажность (отношение количества влаги, содержащейся в материале, к количеству сырого материала, выраженное в процентах) (4);
  2. гигроскопичность (способность поглощать и отдавать влагу) (2);
  3. теплоёмкость (количество тепла, необходимое для повышение температуры зерна на 1 °С) (2);
  4. теплопроводность (свойство зерновой массы переносить тепло от участков с более высокой температурой к участкам с меньшей температурой) (2);
  5. плотность (массы единицы объема выражается в килограммах на метр кубический) (2);
  6. скважность (процентное отношение межзернового пространства ко всему объему, занимаемому зерном) (2);
  7. аэродинамическое сопротивление слоя;
  8. скорость витания (скорость воздуха, при которой зерно, помещенное в вертикальную трубу, находится под действием потока во взвешенном состоянии) (2);
  9. сыпучесть (угол естественного откоса, который получают между основанием и образующей конуса зерновой насыпи при свободном падении зерна на горизонтальную плоскость) (2).

От влажности и теплоёмкости зерновой массы зависит количество тепла и воздуха, которое необходимо подвести к зерну для его сушки. От скважности зернового слоя зависит его аэродинамическое сопротивление при прохождении через слой агента сушки и, как следствие, мощность и скорость вращения вентиляторов сушилки. От сыпучести зерновой массы до и после сушки зависит выбор угла наклона тех деталей, по которым должно скатываться зерно. Для обеспечения свободного скатывания зерна углы наклона плоскостей и патрубков обычно принимают больше углов естественного откоса на 20-25% (2).

В процессе сушки зерно должно быть доведено до состояния равновесной влажности или немного ниже, так как при хранении зерно вследствие гигроскопичности будет постепенно поглощать пары из воздуха до приобретения им равновесной влажности.

Все эти факторы влияют на коэффициент перевода зерна в плановые тонны, т.е. на количество зерна конкретной культуры, которое можно высушить за час времени паспортной производительности сушилки.

Коэффициенты перевода приведены в таблице (4).

Культура Коэффициент перевода
Пшеница, овес, подсолнечное семя, ячмень, кукуруза в зерне 1,0
Рожь 1,1
Просо 0,8
Гречиха 1,25
Рис, горох, вика, чечевица 0,3-0,4
Бобы, люпин, горох 0,1-0,2

Так, например, если сушить зерно на сушилке производительностью 10 пл. т/ч с 20 до 14%, то за это время просушится зерна пшеницы 10 т, ржи – 11 т, гречихи - 12,5 т, проса – 8 т, бобов – 1,5 т.

Сушка зерновых культур

Нагревание зерна выше определённой температуры, а также продолжительное время нахождения его при максимально допустимой температуре, могут оказывать неблагоприятное влияние на содержащиеся в зерне белок, крахмал и жиры.

Белок зерна способен набухать, что имеет положительное значение при прорастании семян и приготовлении теста. При температуре нагревания зерна выше допускаемой белок подвергается денатурации, при которой уменьшается его водопоглотительная способность (способность к набуханию). Денатурацией белка объясняется отрицательное влияние высокой температуры на содержание и качество клейковины пшеницы в процессе сушки. Нагревание зерна пшеницы с нормальной и слабой клейковиной до 50 °С не оказывает вредного влияния на ее качество, более сильный нагрев может снизить качество клейковины.

Термоустойчивость белка увеличивается с уменьшением влажности зерна. Поэтому при сушке пшеницы с высокой влажностью применяют более низкие температурные режимы.

В зародышах семян находятся высокомолекулярные белковые соединения, которые более чувствительны к нагреву, чем белки в других частях зерна. В связи с этим семенное зерно сушат при более низкой температуре, чем зерно продовольственного назначения.

Крахмал в воде не растворяется, но в горячей воде он набухает. При нагреве крахмала до температуры 60 °С качество его заметно не изменяется. Дальнейшее повышение температуры, особенно сырого зерна, может привести к клейстеризации и частичному распаду крахмала с образованием декстрина. В результате этого снижается всхожесть и изменяется цвет, а также ухудшаются хлебопекарные качества муки, изготовленной из такого зерна. Кроме того, при перегреве крахмала возможна карамелизация сахара, что ухудшает цвет муки.

Жиры в воде не растворяются, они более устойчивые к нагреву по сравнению с белками и крахмалами. Однако при нагреве до 60-70 °С и выше жиры частично распадаются, в результате чего повышается содержание свободных жирных кислот (кислотное число) (2).

К особенностям сушки зерновых культур следует отнести то, что при наличии среди других культур овса из-за его малого угла естественного откоса и плотности следует применять углы наклона зернопроводов не 40 °С, а 45-50 °С.

Сушка зернобобовых культур

Зернобобовые культуры отличаются от зерновых разнообразием произрастания культур, так, например, горох, вика и чина относятся к стелющемся культурам, кормовые бобы и люпин относятся к группе неполегающих культур. Соя, фасоль, чечевица относятся к группе зернобобовых культур, требующих при уборке очень низкого среза растений (3). Другой особенностью зернобобовых культур является то, что созревание зерна на всём растении происходит неравномерно по вертикали. Так, у чины сорта Красноградская-1 в период уборки влажность зерна нижнего яруса составила 16,8%, среднего – 28,6% и верхнего – 36,4%, поэтому послеуборочная переработка зернобобовых сразу после укоса затруднительна. У гороха, вики, чины и других зернобобовых культур хорошо выражена способность к послеуборочному (послеукосному) дозреванию (3). Это позволяет убирать зернобобовые культуры раздельным способом, и после дозревания и выравнивания влаги в валках производить сушку в ниже приведенных режимах. Режим сушки семян устанавливают дефференцированно по каждой культуре в зависимости от влажности, в строгом соответствии с рекомендациями, обеспечивающими сохранение всхожести. Оптимальные режимы сушки исключают растрескивание семян, их сморщивание, позволяют ускорить послеуборочное дозревание зерна, уничтожить вредителей и повысить стойкость семян к неблагоприятным условиям хранения. Предельно допустимая величина съема влаги, при которой не снижаются посевные качества, например, семян гороха, по данным Г.Т. Павловского, составляет К = 0,1Т + 2, где Т – время сушки, мин (3). В таблице приведены рекомендуемые режимы сушки семян гороха, вики, чечевицы, нута в зависимости от влажности семян для сушилки СЗЖ-10.

Влажность семян до сушки, % Число пропусков через зерносушилку Температура теплоносителя, °С Температура семян, °С
до 18 1 60 45
до 20 1 55 43
до 25 1 50 40
до 30 1 45 35

Семена сои, фасоли, люпина, кормовых бобов (крупных) сушат при температуре 35-40 °С (3). На выходе из охладителя температура просушенного зерна не должна превышать температуру наружного воздуха более чем на 10 °С (1).

Например, если необходимо определить допустимое время сушки зерна гороха без растрескивания с 20 до 14%, (съем влаги К = 6%, температура теплоносителя 55 °С) воспользовавшись формулой Павловского определяем Т = (К-2)/0,1 = (6-2)/0,1 = 40 мин.

Сушка крупяных культур

К крупяным культурам относятся: гречиха, просо, рис, кукуруза. Все эти культуры очень различны между собой, поэтому разберём каждую по отдельности.

  • Гречиха. Её сушка не представляет особой сложности и аналогична сушке зерновых культур, температура нагрева в сушильной установке не более 45 °С. Но с учетом приведенного коэффициента, затраты энергии на сушку гречихи в 1,25 раза меньше, чем на сушку зерновых культур, так как скважность у пшеницы 35-45%, а у гречихи - 50-60%.
  • Просо. По режимам сушки также не отличается от зерновых, температура нагрева в сушильной установке не более 45 °С. Из-за своих геометрических параметров (значительно меньшие размеры зерна), очень маленького угла естественного откоса, который составляет 20-25 °C (1), и небольшой скорости витания равной 5,5-7,5 м/сек. (2), эти его характеристики обуславливает то, что сушка данного вида довольно затруднительна, так как большая часть существующих сушилок по своим конструктивным особенностям и назначению (угол откоса деталей, размер ячеек перфорированного полотна, скорость теплоносителя на выходе из сушилки) не предназначены для сушки данной культуры.
  • Рис. Сушка риса представляет определённую сложность в связи с тем, что при нагревании зёрен более чем на 40 °С происходит растрескивание зёрен (трещиноватость) (4), поэтому сушку риса (даже на продовольствие) приходится осуществлять только в мягких режимах.
  • Кукуруза. Сушка зерна кукурузы практически не отличается от сушки зерна риса, только предельная температура нагрева зерна равняется 50 °С (4). Особенностью сушки кукурузы является то, что её ещё часто продолжают сушить в початках на камерных сушилках, что приводит к необоснованным потерям тепла (сушить приходится не только зерно, но и сам початок). С этим приходится мириться, так как при обмолоте початков кукурузы с большой влажностью имеет место большая травмируемость зерна в зависимости от влажности, которая иногда находится на уровне 45-50%, а в верхних зернах початков до 60%. При такой влажности при обмолоте травмируемость зерна будет составлять 40-50% (2).

Литература

  1. В.И. Атаназевич. Сушка зерна. Москва, 1989 г.
  2. В.Ф. Самочетов, Г.А. Джорогян, Е.И. Никулин. Техническая база хлебоприемных предприятий (зерносушение). Москва, 1978 г.
  3. Б.В. Федосеев. Механизированная технология возделывания и уборки бобовых культур. Москва, 1983 г.
  4. Н.К. Вальднер. Методика испытаний сушильных установок сельскохозяйственного назначения. Москва, 1970 г.


Примечание. Особенности сушки масличных культур и семян трав будут рассмотрены в отдельной статье.


Контакты

Адрес: 241020, РФ, г. Брянск, пр-т Московский, 99А

Для писем: 241004, РФ, г. Брянск, а/я 181

Телефон: 8 (4832) 74-86-51, +7(905)176-51-51

Режим работы: с понедельника по пятницу с 08:00 до 17:00;
перерыв с 13:00 до 14:00

E-mail: agrozernomash@mail.ru