Для чего нужно предварительное подсушивание зерна

Виды деятельности Растениеводство Хранение урожая Кормопроизводство Животноводство Птицеводство Звероводство Рыбоводство Сельхозтехника Удобрения Кондитерские изделия Ноу хау

13 Ноябрь 2012 г. 12:18

Влажность зерна зависит от условий, в которых оно находится.

Сильно одревесневевшие цветковые оболочки (ячмень, рис, овес) в значительной степени затрудняют перемещение влаги как в одном, так и другом направлении, что ухудшает процесс сушки. Плодовые оболочки имеют большое количество капилляров и микропор, поэтому они не служат препятствием при удалении влаги из зерна в процессе сушки. Прилегающие к плодовым семенные оболочки характеризуются относительно слабой проницаемостью паров воды и ухудшают процесс сушки. Характер удаления влаги из зерна зависит от форм связи влаги с материалом.

Наличие влаги в материале характеризуется влажностью, которую выражают в процентном отношении: масса влаги к общей массе зерна или к массе сухого вещества зерна

В теории сушки влажность материала относят к массе сухого вещества. В практике зерносушения влажность рассчитывают по отношению к массе влажного зерна.

При сушке масса зерна изменяется от начальной G₁ до конечной G₂ за счет испарения влаги, т. е.

Количество влаги, испарившейся в процессе сушки, можно определить по формуле

Для сушки зерна важны его теплофизические и физические свойства: теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, удельная поверхность, скважистость, сыпучесть, скорость витания зерна.

При сушке зерновая масса продувается воздухом или агентом сушки, что возможно благодаря скважистости зерновой массы. Чем выше скважистость, тем легче агент сушки подводится к зерновке и тем интенсивнее и равномернее протекает сушка.

Важно знать сыпучесть зерновой массы, так как ее учитывают при выборе размеров, форм, углов наклона различных узлов зерносушилок (коробов, самотечных труб, выпускных устройств, жалюзийных решеток и др.). В период заполнения надсушильных бункеров происходит самосортирование зерновой массы, при этом тяжелые зерна попадают в центр бункера, а легкие примеси, щуплые зерна, крупные примеси, вегетативные части растения скатываются к стенкам бункеров и шахт зерносушилок, что приводит к неравномерности сушки и нагрева зерна.

Нагрев зерна по-разному влияет на содержащиеся в нем органические вещества (белки, углеводы, жиры, ферменты, витамины). Более устойчивы к нагреву углеводы и жиры. При влажности зерна 14% они выдерживают нагрев до 60-65°С. При более высокой влажности или температуре начинается процесс декстринизации крахмала, приводящий к ухудшение цвета муки и разложению жиров, в результате чего происходит повышение кислотного числа жира.

Белковые вещества более чувствительны к нагреву. Изменения связаны со сложными биохимическими преобразованиями белкового комплекса зерна, приводящими к денатурации белков, потере ими способности поглощать воду. Снижение посевных свойств семенного зерна, уменьшение выхода и ухудшение качества клейковины, снижение хлебопекарных достоинств продовольственного зерна, снижение активности ферментов вызваны в первую очередь денатурацией белков. Следует иметь в виду то, что белки зародыша более чувствительны к нагреву, чем белки эндосперма. Поэтому семенное зерно обычно нагревают до 40 ᵒС, в то время как зерно продовольственного назначения выдерживает нагрев до 50 ᵒС.

В процессе нагрева клейковина укрепляется, поэтому сушка зерна со слабой клейковиной приводят к ее укреплению и, следовательно, к улучшению качества.

При неправильном ведении процесса сушки в зерне кроме биохимических реакций могут произойти структурно-механические изменения уплотнение или разрыв оболочек, растрескивание ядра, запаривание и др.

Свойства зерна как объекта сушки всегда учитываются в технологии процесса и при выборе конструкции зерносушильного аппарата.

Типы и устройство зерносушилок

По характеру использования зерносушилки делятся на стационарные и передвижные. Стационарные монтируются в отдельно стоящих зданиях или специальных помещениях достаточно широкое распространение получили стационарные зерносушилки открытого типа, у которых только топка и некоторое оборудование защищаются от атмосферного воздействия. Передвижные зерносушилки монтируются на различных шасси.

По конструктивным признакам различают шахтные, барабанные пневмотрубные и специальные зерносушилки (камерные, бункерные, конвейерные). Принципиальные различия в конструкции зерносушилок зависят от способа сушки зерна (конвективный, кондуктивный, вакуумный в поле токов высокой частоты, радиационный, инфракрасный или комбинированный).

Ко всем типам зерносушилок предъявляют следующие основные требования:

В абсолютном большинстве современных зерносушилок используют конвективный метод сушки, при котором теплота, необходимая для сушки, передается зерну от нагретого агента сушки. Зерно при этом может находиться в состоянии неподвижного, движущегося, псевдоожиженного или взвешенного слоя. В качестве агента сушки применяют смесь топочных газов с воздухом или чистый воздух, нагретый в калориферах обычно топочными газами.

Наибольшее распространение получили шахтные прямоточные зерносушилки непрерывного действия. Их применяют для сушки пшеницы, ржи, ячменя, риса, подсолнечника и других культур продовольственного и семенного назначения. В сушильной шахте зерно под действием силы тяжести движется сверху вниз и пронизывается агентом сушки. Скорость движения зерна в шахте регулируется производительностью выпускного механизма различной конструкции.

Стенки шахт изготавливают из железобетона или стали. Производительность шахтных зерносушилок колеблется от 1 до 50 т/ч.

Внутри шахты установлены короба рядами в шахматном порядке для подвода и отвода агента сушки (воздуха) (рис. 1.15).

Зерно располагается между коробами. Агент сушки (воздух) по ступает в шахту через подводящие короба со стороны напорно-распределительной камеры, проходит слой зерна и выходит через отводящие короба в атмосферу или осадительную камеру.

Короб представляет собой канал обычно пятигранной формы с открытой нижней стороной. Иногда стенки коробов делают жалюзийными.

Напорно-распределительная камера предназначена для выравнивания потоков агента сушки (воздуха) с целью равномерного распределения по подводящим коробам. Камеру разделяют по высоте горизонтальными перегородками для подачи агента сушки в зоны сушки или воздуха в охладительную зону.

Надсушильный бункер предназначен для непрерывной подачи зерна в сушку и препятствует утечке агента сушки из верхних рядов коробов, т. е. служит своеобразным зерновым затвором

Выпускной механизм устанавливается под охладительной зоной, он предназначен для равномерного выпуска зерна из сушильно-охладительной шахты по всему ее сечению, а также для регулирования производительности зерносушилок.

В зависимости от конструкции выпускного механизма зерно из шахты может выпускаться или непрерывно, или периодически, а сам механизм быть бесприводным или иметь привод.

Для подачи агента сушки или охлаждающего воздуха в шахту зерносушилки применяется вентиляционное оборудование вентиляторы и воздуховоды. Вентиляторы могут работать как на нагнетание, так и на отсасывание агента сушки, они должны обеспечивать его расчетные расходы. При любом варианте установки вентиляторов вся вентиляционная сеть (трубы, диффузоры, люки, соединения и пр.) должна быть тщательно уплотнена и не допускать утечек агента сушки.

Топки зерносушилок любого типа предназначены для сжигания топлива и смешивания продуктов сгорания с атмосферным воздухом, в результате чего получается агент сушки, подаваемый в шахту зерносушилки. Для сушки зерна смесью воздуха с топочными газами применяют только светлые малосернистые виды жидкого топлива или природный газ. Нефть, мазут, каменный уголь, другие виды топлива можно использовать только для нагрева воздуха в калориферах.

Кроме шахтных зерносушилок в системе хлебопродуктов и сельском хозяйстве применяют сушилки барабанного типа передвижные СЗПБ-2,5 и стационарные СЗСБ-8. Основным элементом барабанных сушилок является горизонтальный или чуть наклоненный вращающийся со скоростью 2-6 об/мин цилиндрический барабан, внутри которого зерно перемещается по длине и сушится воздушным потоком. Охлаждают просушенное зерно в охладительных колонках или барабанах.

Для сушки небольших партий продовольственного зерна и семян масличных культур в сельском хозяйстве часто используют, вентилируемы бункеры.

Для сушки кукурузы в початках применяют камерные сушилки коридорного и секционного типов.

Режимы сушки зерна

Под режимом сушки понимают определенное сочетание таких параметров, как температура агента сушки, его влагосодержание, скорость движения (расход) и предельно допустимая температура нагрева зерна. Величину ее определяют термоустойчивостью зерна, которая зависит от его культуры, влажности, назначения и продолжительности теплового воздействия. Режим сушки, при котором обеспечивается высокое качество зерна, и достигаются наилучшие технико-экономические показатёли работы сушилки, называют оптимальным.

Своевременно и правильно проведенная сушка не только повышает стойкость зерна при хранении, но и улучшает его продовольственные и семенные достоинства. В результате сушки ускоряется послеуборочное дозревание, происходит выравнивание по влажности, улучшаются цвет, внёшний вид и технологические свойства зерна.

Режим сушки зависит от способа сушки и конструкции зерносушилок. При сушке зерна в шахтных прямоточных зерносушилках в нашей стране применяют режимы, при которых температуру агента сушки изменяют постепенно, по мере прохождения зерна по зонам сушки. Такие ступенчатые режимы особенно благоприятны при сушке свежеубранного зерна, а также для крупяных культур.

При организации процесса и выборе режима сушки руководствуются утвержденными инструкциями и правилами.

Режимы сушки зерна продовольственного назначения некоторых культур в шахтных прямоточных зерносушилках приведены в табл. 1.16.

Как видно из приведенных данных, в большинстве случаев применяют восходящие режимы сушки. В первую зону подают агент сушки с меньшей температурой, так как зерно имеет высокую влажность и меньшую термоустойчивость. Во вторую зону подают агент сушки уже с более высокой температурой.

При сушке зерна в шахтных рециркуляционных зерносушилках допускают более высокие температуры нагрева зерна, чем в прямоточных шахтных зерносушилках, так как они характеризуются кратковременностью и большей равномерностью нагрева зерна.

Семена зерновых культур сушат в шахтных зерносушилках всех типов, за исключением передвижных. Семенное зерно не рекомендуется сушить в барабанных зерносушилках, но можно в рециркуляционных. Семена пшеницы, подсолнечника, ячменя и бобовых культур ушат и в камерных сушилках семяобрабатывающих заводов. Семенное зерно всех культур сушат также в складах на установках активного вентилирования атмосферным или подогретым воздухом.

Организация и контроль процесса сушки зерна

Температуру нагрева зерна регулируют как температурой агента сушки, так и временем пребывания зерна в сушилке (ее производительностью).

Для правильного ведения и контроля процесса зерносушилки оснащаются специальными приборами. Для контроля заполнения надсушильного бункера в нем устанавливают датчики уровня зерна. Температуру агента сушки измеряют логометрами с термометрами сопротивления. Термометры сопротивления устанавливают в подводящих воздуховодах непосредственно перед сушильными зонами. Температуру нагрева зерна контролируют в нижнем ряду подводящих коробов сушильной зоны с помощью различных датчиков или с помощью непосредственного измерения температуры пробы зерна, отобранной из-под этих коробов. Влажность зерна контролирует лаборатория, отбирая пробы каждые 2 часа, или с помощью поточных влагомеров, устанавливал их датчики на выходе зерна из сушилки.

При работе сушилки обязательно определяют количество просушенного зерна. С этой целью на транспортных линиях устанавливают весь для взвешивания просушенного или сырого зерна. Экономичная и эффективная работа зерносушилок зависит от ряда организационных мероприятий. В первую очередь необходимо составить планы сушки зерна для каждой зерносушилки, конкретные мероприятия по ее подготовке к эксплуатации, повышению качества просушиваемого зерна, а также мероприятия по максимально возможному снижению себестоимости сушки. При составлении плана сушки учитывают максимальное поступление зерна в предыдущие годы, максимальную влажность, а также прогноз на текущий год.

Все поступающее сырое и влажное зерно должно быть просушено в течение 2 месяцев (615 часов работы стационарной зерносушилки). Из этого условия определяют требуемую прзводительность зерносушилок.

Все зерносушилки непрерывного действия, потому нельзя допускать их простоя, так как это приводит к неоправданным большим потерям рабочего времени, снижению их производительности и перерасходу топлива на вторичный прогрев установки и зерна.

Физическая производительность зерносушилок зависит в первую очередь от начальной и конечной влажности зерна до и после сушки, а также культуры и назначения зерна. Зная фактическую производительность зерносушилки, начальную и конечную влажность, целевое назначение зерна и культуру, определяют производительность в плановых тоннах, умножая ее на коэффициенты перевода.

Для обеспечения непрерывной работы зерносушилок необходимо иметь запас сырого зерна в накопительных емкостях.

При нарушении режимов сушки зерна ухудшается его качество Основные признаки нарушения режима:

Работа зерносушилки в большой степени зависит от выбора рационального типа выпускного механизма и его эксплуатации. Применяют конструкции выпускных механизмов, обеспечивающих непрерывное или периодическое движение зерна в шахте. При непрерывном движении зерна в шахте обычно образуются устойчивые потоки зерна, движущегося по пути наименьшего сопротивления. Если поток зерна встречает местное сопротивление, движение зерна в шахте замедляется.

При непрерывном выпуске зерна из шахты зерно может задерживаться на верхних кромках коробов, над и под полукоробками (наиболее часто), где оно прижимается горизонтальным давлением движущегося слоя зерна к коробам и стенкам шахты.

При периодическом, т е скачкообразном, выпуске части зерна в шахте создаются условия для «самоочищения», так как при этом разрушаются своды зерна, застойные зоны в местах скопления соломистых примесей или местных сужений потоков зерна возле стен шахты и между коробками. Однако выпускной механизм периодического действия имеет свои недостатки. При неподвижном состоянии зерна в шахте в промежутках между открытиями затвора зерно может перегреваться от горячих поверхностей подводящих коробов. В этом случае процесс сушки и настройку выпускного механизма необходимо организовывать таким образом, чтобы при открытом затворе зерно в шахте с шахматным расположением коробов перемещалось по высоте на расстояние одного, трех, пяти рядов коробов (чтобы наиболее горячее зерно попадало на отводящий ряд коробов).

Неравномерность нагрева и сушки зерна в значительной степени устраняется применением диагонального расположения подводящих и отводящих коробов (в одном ряду через один).

Для устранения неравномерности распределения агента сушки по коробам рационально установить подводящие диффузоры по всей высоте напорно-распределительной камеры сушильной зоны.

Для уменьшения самосортирования зерновой массы, вследствие которого создаются неблагоприятные условия для движения по сечению шахты, его в надсушильный бункер необходимо загружать 3-4 самотечными трубами, а зерновую массу предварительно очищать от грубых примесей в зерноочистительных машинах.

К мероприятиям по экономии топлива и электроэнергии следует в первую очередь отнести следующее:

Одним из мероприятий послеуборочной обработки зерна является активное вентилирование. Материалы по активному вентилированию зерна выделены в отдельный раздел (см. раздел 3).

Источник

• Популярная книга Круть доступна для чтения прямо сейчас на нашем сайте boochi.ru. Скачать книгу в формате FB2, TXT, PDF, EPUB бесплатно без регистрации. →