Сушіння та активне вентилювання зерна

Сушіння зерна є одним із ефективних засобів його зберігання. Вважають, що зерно може надійно зберігатися при вологості (12... 14)%. При підвищеній вологості в зерні (поява вільної вологос­ті) утворюються сприятливі умови для інтенсифікації дихання зер­на та мікробіологічних процесів, які приводять до псування зерна.

Максимально припустима температура нагрівання зерна в процесі сушіння повинна бути нижчою температури денатурації білків. Границі вищих припустимих температур нагрівання зерна визначаються інструкціями по сушінню і залежать від сорту, ви­ду та призначення зерна. При сушінні пшениці продовольчого призначення основною метою є збереження або покращення тех­нологічних та хлібопекарських властивостей зерна, які контро­люють за кількістю та якістю клейковини. Якість клейковини ділять на три групи: міцна — з питомою розтяжністю до 0,4 см/хв; нормальна — (0,4... 1,0) см/хв та слабка — вище 1 см/хв.

Для міцної клейковини припустима температура менша — до 45 °Х, а для слабкої— 60 °С. Для зерна насінницького призначен­ня, крім того, контролюють енергію проростання та схожість. Для олійних культур важливим показником якості є кислотність, яка вимірюється в градусах, тобто кількістю мілілітрів нормаль­них лугів, які йдуть на нейтралізацію кислотнореагуючих речо­вин в 100 г зерна. При неправильних режимах сушіння в резуль­таті гідролітичного розпаду жирів цей показник збільшується.

Найбільш широко вживані для сушіння шахтні сушарки ДСП-32, СЗШ-16, СЗІИ-8, ЗСП-8, барабанного типу СЗС-4, СЗБ-8, а також пересувні.

При сушінні важливо ретельно підібрати і витримати режим. Зерно повинно бути однорідним, щодо вологості: вологе — до 17%, сире — до 22%, (крім рису), вогке — валогістю понад 22% з інтер­валами 6%, рис — зерно вологістю понад 17% з інтервалом 3%.

Температуру нагрівання зерна в сушильних камерах установ­люють за зразком зерна із коробів нижнього відвідного ряду су­шильної камери. Звичайно її визначають кожні 2 години.

Після сушіння зерно охолоджують до температури, яка прере-вищує температуру зовнішнього повітря не більше ніж на 10 °С, а при низькій температурі навколишнього повітря — не більше ніж на 5 °С. Охолоджувати зерно можна, пропускаючи його че­рез зерноочисні машини, транспортери або установки активного вентилювання.

У просушеного зерна визначають колір, запах, вологість, стан оболонок (підсмажені, обвуглені), зараженість шкідниками, а та­кож кількість і якість клейковини, в рису — зерні, крім того, тріщи­нуватість, а в круп'яних культурах — наявність облущених зерен.

Рис-зерно сушать при менших температурах, ніж зерно інших зернових культур. Це зумовлено тим, що оболонки його при підвищених температурах можуть розтріскуватись. Так, при од-ноступеневому сушінні температура теплоносія має бути 70 °С, а при двоступеневому — на 1 ступені 70 °С, а на 2 — 90 °С. Темпе­ратура нагрівання зерна не повинна перевищувати 35 °С. При сушінні рису — зерна застосовують відлежування, що сперияє зменшенню тріщинуватості та збільшенню виходу цілих шліфо­ваних зерен крупів. Для цього існують спеціальні методики.

Для сушіння рису-зерна можна використовувати камерні су­шарки. При цьому днища камер застеляють решетами з отвора­ми діаметром (2,0...2,5) мм, на які завантажують рис-зерно рівномірним шаром висотою до 15 см. Початкова температура теплоносія повинна бути 30 °С.

Активне вентилювання зернової маси застосовують для охо­лодження, зменшення вологості, усунення самозігрівання, за­побігання розвитку плісені і шкідників, а також прискорення післязбирального достигання та ліквідації стороннього запаху.

При активному вентилюванні через насип (бурт) зерна пропу­скають повітря, яке підводять за допомогою каналів і труб. Повітря подається як атмосферне, так і підігріте. Установки для активного вентилювання поділяються на стаціонарні й пересувні.

У зерносховищах атмосферне повітря або суміш його з топко­вими газами рекомендується подавати в насип одночасно не мен­ше як по двох суміжних повітропідвідних каналах. При венти­ляції зерна всі вікна і двері в складі відкривають, після вентилю­вання закривають заслінками вхідні отвори повітропідвідних ка­налів, а також вікна і двері складів.

Вентилювання проводять також у бункерах. Вони оснащені електричними повітропідігрівниками. Завантажують бункери за допомогою норії, розвантажують самопливом. Після сушіння зернову масу охолоджують.

Останнім часом дуже поширені бункери і силоси активного вен­тилювання, тобто циліндричні або прямокутні різної висоти (8... 12) м ємності чи силоси елеваторів (висотою до 30 м), що облад­нані спеціальними каналами для подавання повітря в зернову масу.

При визначені можливості вентилювання зерна вимірюють відносну вологість повітря, встановлюють вологість зерна залеж­но від відносної вологості повітря й температури зерна, порівню­ють фактичну вологість зерна з рівноважною (рівноважну во­логість визначають за найнижчою температурою зерна в насипі).

Рівноважна вологість зерна, що відповідає відносній воло­гості атмосферного повітря, повинна бути меншою від вихідної вологості зерна.

Для активного вентилювання зерна розроблено три схеми, що наведено на рис. 17.12: а — наскрізна напірно-повздовжня схема; б, в — горизонтальні (поперечні) напірно-витяжні схеми.

Рис. 17.12. Принципові схеми установок вентилювання зерна в стосах

Рис. 17.13. Принципова схема установки для охолодження зерна в силосі елеватора

Наскрізне продування зернового шару по вертикалі на всю ви­соту силосу: а) пошарове продування по вертикалі, тобто проду­вання по окремих дільницях по висоті силосу; б) поперечне проду­вання зернового шару; в) використання наскрізного продування пов'язане зі значним аеродинамічним опором (6...8) мПа шару, для чого треба мати потужні воздуходувки, а інші два випадки потре­бують значно менших витрат енергії (товщина шару продуваемо­го зерна в 4...6 разів менша), але пов'язані з труднощами монтажу та складністю пристроїв для подачі та відведення повітря.

Активне вентилювання використовують для профілактичного охолодження зерна, для проморожування, сушіння, ліквідації са­мозігрівання та для дегазації зерна після протруювання його фумі­гантами, тобто для виведення фумігантів із загазованих об'єктів.

На рис. 17.13 наведено принципову схему установки для штучного охолодження зерна в силосах: 1 — вихід відпрацьован-ного теплого повітря; 2 — зона неохолодженного зерна; 3 — зо­на охолодження; 4 — зона охолодженного зерна; 5 — подходжен-ня охолодженного повітря; 6 — охолоджувач повітря (випарову­вач); 7 — всмоктування атмосферного повітря; 8 — вентилятор; 9 — тепле відпрацьоване повітря; 10 — конденсатор; 11 — збірник конденсату; 12 — компресор. Охолодження зерна до +5 °С викотистовують для збільшення терміну зберігання.

Схема та засоби зберігання кукурудзи в качанах дещо відрізняється від звичайної для інших культур зерна (рис. 17.14).

Після визначення якості качанів та зважування автомобілів кукурудзу розвантажують в приймальному пристрої автомобіле­розвантажувачем і качани кукурудзи по нахиленому конвейєру надходять до бункера короткочасного зберігання або під намет.

Для природної вентиляції качанів днища бункера обшито ли­стовою сталлю з отворами 5 мм. Наявність бункера тимчасового зберігання і намета забезпечують безперервне приймання насінної кукурудзи та безперервну роботу камерних сушарок. З приймального бункера качани нахиленим конвейєром подають до дільниці зняття обгорток за допомогою качаноочисних ма­шин ОП-5. Відсортовані на сортувальних столах качани по нахи­леному конвейєру надходять до приміщення камерної сушарки коридорного типу з шістю камерами і одним топочним агрега­том. Сушать качани да вологості (12...13)%.

Після сушіння качани надходять до молотильно-калібруваль­ної дільниці. Тут обмолочують качани кукурудзи в молотарці МПК-12, зважують насіння автоматичними вагами, очищають на сепараторі ОКС-4, колібрують в машині КСК-1, обробляють в трієрах ТК-580 і аспіраторах бас або на пневмосортувальному столі ССП-1. Завершують процес обробки насіння протравлю­ванням та фасуванням відкаліброванного зерна. Стрижні качанів кукурудзи збирають в окремому бункері. Заводи продуктивністю 2500 та 5000 т за сезон відрізняються кількістю паралельно вста­новленого устаткування.

Рис. 17.14. Схема технологічного процесу обробки насіння кукурудзообробного заводу потужністю 1,5 тис.т за сезон: 1 — автомобільні ваги; 2,17 — автомобілерозвантажувачі;

3 — бункери для тимчасового зберігання кукурудзи в качанах;

4 — сортувальний стіл; 5 — очисник качанів; б — сепаратор; 7— калібрувальні машини; 8 — пневмосортувальний стіл;

9 — трієр; 10 — пакування готового насіння; 11 — молотарка;

12 — превантажувальна башта; 13, 14 — конвейєри;

15 — вагонозавантажувачі; 16 — пересувний конвейєр.

17.4. Контроль та керування процесом зберігання зерна

Незважаючи на велику кількість показників для оперативно­го контролю якості зерна при зберіганні, використовують тільки один — температуру зерна в силосі. Численними дослідженнями доведено, що підвищення температури зберігаємого зерна в ре­зультаті самозігрівання (дихання), обмін киснем з навколишнім середовищем може бути основним показником (сигналом) для прийняття рішення по його охолодженню одним із перелічених вище засобів. В результаті самозігрівання температура зерна мо­же підвищитися до (55...65) °С, а то й більше. Домішки насіння

бур'янів, мікроорганізми, шкідники, комахи, кліщі побічно впли­вають на процес самозігрівання.

Контроль температури в силосах здійснюється термопарами, термометрами електричного опору (терморезисторами), які роз­ташовані на спеціальній термопідвісці, зображеній на рис. 17.15, яка складається з головки, проміжних і кінцевого термометрів та гнучкого тросу або кабель-тросу. По ізольованим кабелям від кожного термометра видається сигнал на диспетчерський пункт про рівень його температури.

Вимірювальний кабель-трос уявляє со­бою щільно звитий навколо центрального несучого стального самонерозмотуючого ка­нату, заключеного в поліетиленову оболон­ку, джгут, в якому перемінюються між собою корди-заповнювачі для монтажу та вкладан­ня на їх місце датчиків, та чотири групи четвірок струмоведучих мідних гнучких жил. Кабель-трос покритий оболонкою із світло­захисного поліетилену.

Групи і жили груп мають лічильні групи і жили (різного кольору) для візуального виз­начення необхідної жили для встроювання (розміщення) датчиків.

Вимірювання температури зерна здійс­нюють різними засобами та системами вимі­рювання або обігом датчиків. Перші системи обігу датчиків застосовували спеціальні ма­шини, а їх обслуговував лаборант. Зараз ці операції здійснюють універсальні ЕОМ. При підвищенні температури сигнал передається до пам'яті ЕОМ.

Число терморезисторів у термопідвісці (5...6) штук при відстанні між ними до 5 м. Су­часні системи вимагають розміщення термо­резисторів на відстані 1,5 м, тобто кількість в силосі висотою зо м досягає 18 штук.

Рис. 17.15. Термопідвіска:

1 — головка; 2 — проміжний термометр;

З — гнучкіш трос; 4 — кінцевіш термометр

Рис. 17.16. Елементи установки системи дкте-4мг: А) схема установки термопідвіски; б) устрій головки: 1 — нако­нечник; 2 — конічна втулка; З — зажимна гайка; 4 — вкладиш;

5 — монтажна планка; б — корпус головки; 7 — ніпель;

8 — штепельна колодка; в) електричні схеми термопідвісок;

г) пульт ЦП-2Г системи ДКТЕ-4МГ: 1 — корпус; 2 —робочий стіл;

З — зовнішня панель; 4 — сигнальна лампа вибору v термопідвісок

(силосів); 5 — панель символьна; 6— сигнальні лампи вибору релейних шаф; 7 — логометр для виміру температури навколиш­нього повітря; 8 — вимикач живлення; 9 — сигнальна лампа наяв­ності живлення; 10 — логометр для вимірювання температури

зерна в силосах; 11 — перемикач вибору силосного корпусу; 12 — перемикачі вибору потрібного терморезистора підвіски; 13 — сигнальні лампи включення терморезисторів; 14 — переми­кач вибору релейної шафи; 15 — перемикач вибору термопідвіски; 16— перемикач включення термометра навколишнього повітря.

Опорна частина термопідвіски — головка (рис. 17.16) уявляє собою литу чавунну коробку 6 з кулеподібним вкладишем 4 і на­конечником 1, в якому закріплено кабель-трос. На головці тер­мопідвіски є штепсельна колодка 8 для відключення переносного

контрольного вимірювального приладу. Кабель-трос закріплю­ється до головки за допомогою наконечника 1 та конічної втул­ки таким чином: кабель-трос вкладають у внутрішню частину на­конечника, потім на кабель-трос одягають конічну втулку 2, кінці дрота вирівнюють зажимною чайкою 3. Дріт броні надійно защімлюється конічними поверхнями наконечника і втулки. Для термопідвіски використовують спеціальний кабель, який скла­дається із цілої системи дротів декількох десятків витків (ЗО та 36) з різними кроками. Зовнішній діаметр кабель-тросу 18,9 мм.

Підвищення температури зерна в одному із прошарків у силосі можуть бути причиною для прийняття одного із рішень (продув­ка силоса, перекачка зерна через робочу башту, термінова відпу­стка використання зерна) для зниження його температури.

Схема автоматизованого управління сучасного елеватора в повній мірі впроваджується на елеваторах, які вміщують десятки та сотні тисяч тон зерна. На хлібоприймальних підприємствах, де в основному зерно розміщують в складах, а тільки обмежену опе­ративну кількість в силосах, використовують тільки окремі еле­менти автоматизованої системи контролю температури, зважу­вання, облік зерна по якості і кількості. В такому разі використо­вують переносні вимірювальні прилади.

Система дистанційного автоматичного контролю зерна (ДАКТ) забезпечує автоматичне підключення датчиків (первин­них приладів на термопідвісках) до вторинних (логометри), які розташовані на центральному пульті, реєстрацію температури на бумажних стрічках. При перевищенні нормального значення температури подається аварійний сигнал, одержавши який дис­петчер приймає рішення.

Сучасні елеватори оснащені системами диспетчерського ав­томатизованого управління (ДАУ), якою передбачено цент­ралізоване управління (включення-виключення) електродвигуна­ми транспортних, технологічних та аспіраційних установок, ме­ханізмами настройки (вибору) схеми переміщення зерна (засув­ки, перекидні клапани, пересувні скидальні візки, поворотні тру­би та ін.), і також розгорнену схему протиаварійного (протиза-вального) автоблокування.

Центр (пульт) управління знаходиться в окремому примі­щенні. В більшості випадків вся апаратура пульту управління за­безпечує весь зв'язок з управляємими місцевими об'єктами. Крім того, між диспетчером та виконавцями робіт на місцях передба-

чено телефонний та двосторонній гучномовний зв'язок, пошу­кові та визивні кнопки. На столі керування є також ключі керу­вання, візуальні та світлові сигнальні покажчики, мнемонічні схе­ми, виробничих процесів (маршрутів). Система дау дозволяє опе­ративно керувати v прийомом, зберіганням та відпусткою зерна, зменшити витрати та скоротити обслуговуючий персонал. Авто­матизовано також зважування та облік зерна.

Приведена схема автоматизованого управління сучасного елеватора в повній мірі впроваджується на елеваторах, які вміщу­ють десятки та сотні тисяч тон зерна. На хлібоприймальних підприємствах, де в основному зерно розміщують в складах, а тільки обмежену оперативну кількість в силосах, використову­ють тільки окремі елементи автоматизованої системи: контроль температури, зважування, облік за якістю та кількістю. В такому разі використовують переносні вимірювальні прилади. Точність виміру температури повинна бути в межах ±1 °С. При переви­щенні температури відповідальні особи приймають заходи для ліквідаціі причин самозігрівання.

Всі зерносховища одержують прибуток за різницею у витра­тах на зберігання та оплатою замовника за певний термін зберігання.

1. На основі аналізу теоретичних і прикладних досліджень працівниками Академії аграрних наук України (В.Ф. Сойко ті.) вітчизняного та зарубіжного досвіду землеробства встановлено, що причиною кризового стану сільського господарства України є традиційне екстенсивне землекористування. Для зміни ситуації екстенсивні шляхи використання землі вичерпані.

2. З метою стабілізації землекористування обґрунтовано не­обхідність зменшення ріллі шляхом переведення 10 млн га її у природні кормові угіддя та заліснення.

3. Потреба в продуктах харчування населення і прогноз мож­ливого експорту — завдання систем землеробства в сучасних умовах. Встновлено. що для задоволення потреб населення в хар­чуванні за купівельною спроможністю й експорті 1 млн т м'яса, 1,35 млн олії і 7 млн т зерна необхідно обробляти 16,47 млн га землі. При харчуванні за раціональними нормами й відповідно­му експорті продукції— потрібно мати 22,592 млн га землі в об­робітку.

4. Виробництво конкурентоспроможної продукті можливе при досягненні врожаю зернових 40 ц/га, буряків цукрових —

 

350, соняшнику — 20, картоплі — 150 ц/га, надоїв від корови — 4000 кг молока на рік.

5. В основі землеробства є збереження родючості ґрунтів шля­хом припинення втрат гумусу. Концентрація енергії на 24.2 млн га ріллі, котрі залишаться в обробітку, відбуватиметься за раху­нок гною, переважно побічної продукції рослинництва, сидерат-них добрив, посівів зернобобових і багаторічних бобових трав, застосування мінеральних добрив. Необхідним є проведення хімічної меліорації грунтів.

6. Забезпечення на виведених з обробітку землях за (3...4) ро­ки відновлення багатовидової господарсько цінної рослинності, глибоко адаптованої до місцевих умов і здатної самовідновлюва-тися дасть змогу за (5...6) місяців на пасовищних кормах зеконо­мити (5...6) млн т зерна, виробити мінімум 4 млн т м'яса яловичи­ни, або 15 млн т молока.

7. Встановлено, що сівозміни залишаються організуючою ос­новою систем землеробства, але матимуть динамічний характер залежно від кон'юнктури ринку. Визначено питому вагу зерно­вих у структурі посівного клину.

8. Обґрунтований шлях інтенсивного використання землі на основі інтенсифікації технологій вирощування сільськогоспо­дарських культур.

9. Зумовлена необхідність державної допомоги всім виробни­кам сільськогосподарської продукції.

Контрольні запитання до 17 розділу

1. Принципова технологічна схема зберігання зерна.

2. Основні показники якості зерна та зернової маси.

3. Принципи та засоби очищення зерна від домішок.

4. Призначення сушіння зерна.

5. Схема та завдання активного вентилювання зерна.

6. Світове виробництво зерна в світі та в Україні.

7. Класифікація збіжжя.

8. Значення вмісту та якості клейковини для виробництва борошна, хліба, макаронів.

9. Схема елеваторів для зберігання зерна.

10. Можливі споруди для розміщення зерна.

11. Функціональна схема елеватора.

12. Особливості сушіння кукурудзи в качанах.

13. Контроль якості зерна при його зберіганні.

14. Завдання охолодження зерна.

15. Машини для відокремлення домішок.

16. Конструкція ситоповітряних сепараторів.

17. Конструкція трієрів.

18. Пристрої для контролю якості зерна.

19. Устрій кабель-тросу для розміщення датчиків температу­ри зерна.

20. Перспектива збільшення та здешевлення виробництва зер­на в Україні.