Все методы сушки зерна условно делятся на 2 категории:
- С использованием тепла.
- Без использования тепла.
Сушка зерна без использования тепла происходит при участии воздуха либо твердых водоотнимающих средств (сульфат натрия, активированный уголь, древесина и др.). Самые распространенные виды сушки без использования тепла — химическая сушка и сушка воздухом.
При тепловой сушке зерна создаются условия, повышающие влагоемкость паровоздушной среды, которая контактирует с сырьем. Здесь сушильным агентом (теплоносителем) является воздух. Его нагревают, соответственно, влагоемкость повышается. На основе этого принципа происходит естественная сушка зерна на солнце и автоматизированная — в сушилках.
Химическая сушка
Химическую сушку (сушку сульфатом натрия) впервые стали использовать в 1960-х годах по инициативе Всесоюзного НИИ кормов им. В.Р. Вильямса. Первоначально ее использовали для сушки посевного материала бобовых культур.
Природный (минерал мирабилит) и технический сульфат натрия — отличный влагопоглотитель. Порошок обезвоженного сульфата натрия способен связывать большое количество влаги.
Как проходит химическая сушка? С помощью зернопогрузчиков или вручную зерновую массу смешивают с порошком сульфата натрия. При исходной влажности сырья 20-24% процедуру проводят дважды. При более высокой влажности — 3-4 раза в первые сутки. Всего на химическую сушку зерна отводится 5-10 суток, в зависимости от его влажности, культуры, температуры воздуха и др. от этих факторов зависит и расход сульфата натрия. Например, при влажности 20% расход материала на 1 тонну зерна — 60 кг. При влажности 25% — 120 кг, при влажности 35% — 240 кг. Влажность самого сульфата натрия не должна превышать 5%.
Зерно, перемешанное с сульфатом натрия, размещают под навесом на открытой площадке. В условиях склада химическая сушка нецелесообразна, т.к. при высокой влажности температура воздуха повышается.
Как только температура смеси зерна и сульфата натрия достигает 25-30 градусов по Цельсию, его перемешивают, во избежание кристаллизации химиката. Если этого не делать, смесь может превратиться в монолитную массу.
После окончательного просушивания зерна, его отделяют от химиката с помощью пневматической семяноочистительной колонки ОПС-2.
После очистки сульфат натрия можно применять вторично. Но лишь после его высушивания, так как использованный химикат имеет влажность 40-45%. Высушивание использованного сульфата натрия проводят на следующий год, под воздействием солнца.
При химической сушке зерна персонал должен работать в защитных костюмах, поскольку зерновая масса при обработке сильно пылит.
В последнее время химическая сушка используется в семеноводческих хозяйствах все реже. Виной тому — большой расход химиката, необходимость очистки зерна от сульфата натрия, неудобства при вторичной обработке и утилизации.
Воздушно-солнечная сушка зерна
Воздушно-солнечная сушка целесообразна для небольших партий зерна. Но при такой сушке сырье почти не освобождается от влаги.
Под воздействием солнца и воздуха влага испаряется через поверхность насыпи зерновой массы. Чем тоньше зерновой слой, тем эффективнее сушка, но и тем больше должна быть площадь для его размещения. При сушке зерновых толщина слоя не должна превышать 15 см. При сушке бобовых культур — 15 см, просо — 5 см.
Скорость ветра и интенсивность солнечной радиации — еще одни факторы эффективности сушки. Материал площадки, на которой расположено зерно, тоже имеет значение. Лучше всего подходят дерево и асфальт. Они защищают зерно от увлажнения грунтом. А вот бетон для сушки зерна не подходит — даже если постелить на него брезент.
Деревянные площадки для сушки необходимо устанавливать на столбах, чтобы защитить зерно от грунта. Лучше всего — с небольшим уклоном (6 градусов).Так зерно лучше прогревается, а при дожде с площадки быстрее стекает вода.
Под воздействием солнца, поверхность зерновой массы нагревается до 25-50 градусов. Иногда больше. В результате, влага интенсивно испаряется из зерна. Лучше всего для сушки подходит солнечная и ветреная погода, когда водяные пары не задерживаются на поверхности зернового слоя.
Чтобы зерно прогревалось равномерно, его необходимо периодически перелопачивать. В противном случае, создается большая разница во влажности верхнего и нижнего слоев. Перелопачивать зерно надо каждые 2-3 часа. Вместо ручного перелопачивания в некоторых хозяйствах используют зернопогрузчики.
При соблюдении всех правил сушки в хорошую погоду влажность зерна уменьшается на 1-3% в сутки. При необходимости, зерно оставляют и на вторые сутки (с учетом погодных условий). На ночь зерно собирают в кучу и накрывают брезентом, а наутро вновь рассыпают тонким слоем.
В условиях средней полосы исходная влажность зерна для воздушно-солнечной сушки не должна превышать 15-18%.
Обогревание зерна солнцем улучшает его качество. Так зерно быстрее дозревает, становится более устойчивым к хранению. Под воздействием солнечных лучей зерно частично стерилизуется от микроорганизмов. грибка и плесени. В южных районах солнечное облучение способно уничтожать клещей и прочих насекомых. Для лучшей стерилизации толщина зернового слоя не должна превышать 5 см.
Тепловая сушка в зерносушилках
Самый эффективный способ. В растениеводческих хозяйствах России через тепловую сушку ежегодно проходят десятки миллионов тонн зерна. Изготовление и эксплуатация сушильной техники — весьма затратный процесс. Но, к счастью, он быстро окупается.
На практике, тепловая автоматизированная сушка в частных предприятиях обходится дороже, чем в государственных. Как правило, виной всему — неправильная организация сушки, несоблюдение условий эксплуатации, неверный выбор режима работы агрегата и т.д. Но при правильно организованном технологическом процессе лишние материальные, временные и трудовые затраты существенно уменьшаются.
Вот основные правила рациональной организации автоматизированной сушки зерна.
- Учет предельно допустимой температуры нагрева. Перегрев зерна приводит к ухудшению пищевых, кормовых и посевных качеств зерна. Недостаточный нагрев приводит к удорожанию и неэффективности процесса.
- Учет оптимальной температуры теплоносителя. При пониженной температуре зерно не нагревается до нужных величин, либо увеличивается время нахождения зерна в сушильных камерах. Это снижает производительность сушилки. Повышенная температура теплоносителя чревата перегревом зерна.
- Учет конструкции зерносушилки, а также того, насколько она подходит для конкретной культуры.
Допустимая температура нагрева зерна зависит от следующих факторов.
- Культура
- Целевое назначение зерна после сушки.
- Исходная влажность.
Разные культуры обладают разной термоустойчивостью. Одни способны выдержать критически высокие температуры и не потерять своих свойств. Другим вредны даже относительно низкие температуры. Так, кормовые бобовые растения при высокой температуре растрескиваются и теряют посевные качества. Хлебопекарную пшеницу можно нагревать максимум до 40-50 градусов, рожь — до 60 градусов. Более высокие температуры уменьшают количество клейковины в зерне этих культур. Быстрый нагрев и высокие температуры также вредны для риса, кукурузы и некоторых видов бобовых.
Целевое назначение зерна — обязательный момент, который стоит учитывать. Так, для семенной пшеницы предельная температура нагрева — 45 градусов. Если пшеница пойдет на муку, нагрев можно увеличить до 60 градусов. Требования к нагреву пивоваренного ячменя — такие же, как к семенному материалу, потому что необходимо сохранить его жизнеспособность.
Предельно допустимая температура нагрева зависит и от исходной влажности зерна. Чем больше влаги, тем ниже термоустойчивость зерна. Если влажность превышает 20-25%, температура теплоносителя должна быть снижена. Например, если исходная влажность риса и гороха — 18%, сушить эту культуру необходимо максимум при 45 градусах и температуре теплоносителя 60 градусов. При исходной влажности 25%, температуру нагрева и теплоносителя надо снизить до 40 и 50 градусов соответственно. Вслед за снижением температуры снижается и объем испарений.
Сою и крупносеменные бобовые сушить еще сложнее. Исходная влажность их достаточно высока (30% и более). При этом температура нагрева и теплоносителя не должны превышать 28-30 градусов.
При выборе зерносушилки также необходимо учитывать особенности ее конструкции. Так, для кукурузы, риса и бобовых барабанная зерносушилка не подойдет — из-за интенсивного воздействия зерно этих культур травмируется. Кроме того, важно учитывать и влагоотдающую способность зерна. У каждой культуры она различна. Поэтому зерновая масса с повышенной влажности требует 2-3 циклов сушки.
