Сушка зерна в фермерских хозяйствах: Сушка зерна: задачи, основные способы, режимы

Специалисты отдела качества зерна и продуктов его переработки Тульской испытательной лаборатории ФГБУ ЦНМВЛ рассказали о сушке зерна, как это было раньше и что сейчас можно сделать, чтобы надежно сохранить урожай

В уборочную страду перед аграриями стоит много задач, в том числе сохранность полученного урожая.

Немаловажное значение при этом имеет сушка зерна. Процесс сушки заключается в переводе влаги, находящейся в материале, в парообразное состояние и удаление этого пара в окружающую среду. Интенсивность процесса зависит от температуры, влажности, способа сушки.

В России сушка зерна использовалась с давних времен. В крестьянских хозяйствах зерно сушили в снопах, сложенные в шалаши-овины. Под овином размещалась яма для костра. Дым от костра поступал в овин, подсушивая снопы. В условиях крестьянских хозяйств это был единственный выход по спасению зерна. С изобретением молотилок встала проблема сушки обмолоченного зерна. В это время стали появляться подовые, ситовые зерносушилки, имеющие небольшую эффективность и производительность. В начале 19 века в России появились механизированные зерносушилки.

Современная технология использует тепловые методы. Для этого используется подогретый воздух или смесь воздуха с продуктами сгорания топлива. Тепло к зерну может подаваться конвективным, кондуктивным или комбинированным способами.

Конвективная сушка получила наибольшее распространение. При этой сушке тепловая энергия передается к зерну от нагретого воздуха или от смеси воздуха с продуктами сгорания топлива. Конвективная сушка может осуществляться в плотном неподвижном слое, в плотном малоподвижном слое, в кипящем падающем слое.

При кондуктивной сушке тепловая энергия может быть подведена к объекту сушки от нагретой поверхности. Такой способ сушки чаще всего применяется в перерабатывающей промышленности.

Комбинированная сушка применяется в промышленных зерносушилках. Например, в шахтных зерносушилках зерно прогревается конвективно от агента сушки и кондуктивно от нагретой поверхности коробов; в рециркуляционных зерносушилках зерно нагревается конвективно в камере нагрева и кондуктивно от рециркулирующего зерна.

Воздушно-солнечная сушка. Для этого используют асфальтированную площадку, распределив зерно толщиной 100-150 мм и периодически перемешивая его. При таком способе сушки можно снять 3-4% влаги за день. При такой сушке полностью сохраняются семенные достоинства зерна, ускоряется процесс послеуборочного дозревания.

При выборе способа сушки необходимо учитывать термоустойчивость зерна – способность сохранять в процессе сушки свои семенные, продовольственные и другие свойства. Например, под термоустойчивостью зерна семенного назначения подразумевается такая температура при сушке, при которой полностью сохраняются и всхожесть, и энергия прорастания.

Дальнейшее повышение температуры приводит к ухудшению этих показателей или полной потери всхожести.

Термоустойчивость зерна продовольственного назначения характеризуется более высокой температурой нагрева зерна при сушке, при которой полностью сохраняются количество и качество клейковины в пшенице, однако всхожесть и энергия прорастания ухудшаются.

Термоустойчивость бобовых культур характеризуется целостностью оболочек и ядра, она значительно ниже термоустойчивости зерна по показателям денатурации белка и всхожести.

(Источник: официальный сайт ФГБУ «Центральная научно-методическая ветеринарная лаборатория»).

Зерносушильные комплексы — рекомендации эксперта АПК

Правильная сушка зерна является одним из основных процессов подготовки к хранению и дальнейшей реализации. Именно от качества сушки зависит насколько, высоко будет оценена полученная продукция и будет ли она востребована на рынке. Процесс доведения зерновых культур до оптимального уровня влажности позволяет значительно увеличить срок хранения урожая, предотвращая появления очагов самосогревания и порчи зерна. Кроме того, в процессе снижения влажности зерна происходит его дозревание и значительное улучшение его основных качеств.

В настоящее время для фермерских хозяйств становится все более выгодным приобретение собственных зерносушильных комплексов. Сушка зерновых культур с помощью собственного оборудования без привлечения сторонних организаций является не только более выгодной в экономическом плане, но и позволяет устранить или минимизировать простой транспорта и расходы на перевозку зерна.

Описание

При выборе зерносушилок обращают внимание прежде всего на размеры хозяйства, виды выращиваемых культур и величину урожаев. Для средних и малых аграрных хозяйств экономически целесообразней приобретать зерносушилки со средней производительностью при небольших энергозатратах.

Сама по себе зерносушилка — это не слишком сложное устройство, в котором под воздействием горячего воздуха зерно доходит до установленных законодательством норм. Все зерносушилки, как правило, имеют камеру для сушки зерна и непосредственно нагревательную печь. Сушильные камеры отличаются видом и размером, в зависимости от класса оборудования. Зерно при сушке может как оставаться неподвижным (при периодическом типе работы), так и находиться в движении на протяжении всего процесса сушки (при сушке непрерывным способом). Также отличается и способ подачи зерна.

Сушка зерновых при температуре выше 45-50 градусов лишает зерно способности к прорастанию и делает непригодным для дальнейшей посадки.

При сгорании топлива, на котором работает устройство, потоки нагретого воздуха, проходя сквозь толщу зерна, находящегося в сушилке, значительно снижают содержание влаги и способствуют физическому дозреванию зерна.

Зерносушильные комплексы в свою очередь включают в себя оборудование, задействованное на каждом этапе переработки зерновых культур.

Как правило, в хорошо спроектированный зерносушильный комплекс кроме самих зерносушилок входят и ямы для накопления зерна непосредственно из комбайна, и аппараты для очистки и калибровки зерна, и бункер для последующего хранения. Кроме того, они оснащены дополнительным оборудованием для транспортировки продукции и множеством устройств, позволяющих максимально автоматизировать процесс обработки зерна.

Зерносушильные комплексы снабжены электронными системами управления, позволяющими осуществлять перемещение зерновых из агрегата в агрегат с минимальным вмешательством человека.

Размеры и мощность зерносушильных установок проектируются в зависимости от размеров хозяйств. Грамотно спроектированный комплекс позволяет переработать и уложить на хранение весь полученный урожай с минимальными трудозатратами и затратами энергии, что делает данные установки более экономически выгодными, чем сушка зерна у сторонних производителей.

История появления зерносушилок

До 19 века сушка зерна производилась естественным способом в снопах или в специальных временных сооружениях. Этот способ не отличался удобством или практичностью. Во-первых, процесс был достаточно длительным, занимая от 3 до 7 дней. Во-вторых, во многом зависел от погодных условий во время сушки. Атмосферные осадки могли в считанные часы свести на нет все усилия фермеров и значительно ухудшить качество урожая. В третьих, высушенное таким способом зерно не отличалось высоким сроком хранения и часто портилось в процессе хранения из-за оставшейся в нем влаги.

В результате было принято решение заменить данный процесс на что-то более действенное и быстрое. Первые зерносушильные устройства были невероятно примитивны и работали на естественной тяге. Это была обычная печь, на поверхность которой высыпалось предварительно обмолоченное зерно.

Система охлаждения предусмотрена не была и зерно приходилось постоянно перемешивать вручную. Это значительно усложняло процесс просушки. Кроме того, из-за перегрева зерна значительно снижалось его качество.

Первое устройство для перемешивания зерна в хранилище запатентовал и ввел в производство американский фермер Юджин Сукап в 1962 году.

Работы по разработке эффективных зерносушилок не прекращались и в начале 20 века была выпущена первая в России зерносушилка с принудительной тягой. Одновременно с этим зерносушильные аппараты закупались за рубежом, но также не отличались эффективной работой и были довольно затратны в обслуживании.

По окончании Великой Октябрьской Революции производство зерносушилок приобрело поистине колоссальный размах. В России полностью отказались от закупок зерносушильных аппаратов в США и активно начали выпуск собственных разработок.

Цель и назначение сушки зерна

Основное назначение данного аппарата — привести содержание влаги в зерне к оптимальным показателям, не допустить появления очагов перегрева зерна во время хранения и улучшить качество полученного урожая. Зерносушилки и зерносушильные комплексы используются для снижения трудозатрат и повышения качества зерна и соответственно его стоимости.

Основной целью использования зерносушилок является уменьшение потерь зерна во время хранения, при этом сохранив его естественные процессы жизнедеятельности (дыхание зерна). С помощью современных технологий просушки зерна можно воздействовать на его способности к всхожести, хранению и мукомольности.

Классификация зерносушилок

По принципу действия зерносушильные установки можно разделить на два вида:

1. Циклические — закладывается определенное количество зерна, после чего проходит весь процесс сушки, следующая закладка происходит после окончания предыдущей сушки. К плюсам данного метода относится возможность устранить как 1% влаги, так и 20%. К минусам — ограниченный объем закладываемого зерна.
2. Поточные — загрузка и выгрузка зерна происходит постоянно. К плюсам относится неограниченное количество просушиваемого зерна, к минусам низкий процент снижения влажности. При высокой влажности продукта его придется пропускать через установку неоднократно.

По конструкции аппараты разделяются на:

• • Мобильные — могут быть как поточными так и циклическими. Основным плюсом является отсутствие необходимости проведения строительных работ при установке. К минусам можно отнести небольшую мощность по сравнению с другими типами установок.

• • Башенные — довольно экономичные поточные установки. Основной плюс — это отсутствие застревания зерна и использование высоты конструкции для увеличения мощности без дополнительных затрат топлива. Большим минусом является возможность сушки только одной зерновой культуры.

• • Шахтные — отличаются равномерным распределением зерна и просушкой без использования продуктов сгорания. К плюсам относится высокая производительность при минимальных энергозатратах, отличное качество просушки любого вида зерновых культур и простота в обслуживании. Явных недостатков при испытаниях выявлено не было.

• • Модульные — одни из самых простых в установке сушильных конструкций. Сушка проводится попеременно горячим и холодным воздухом, что не допускает перегрева просушиваемого материала. Основной плюс — это минимальные затраты на установку оборудования. К минусам относятся сложность в эксплуатации и настройка на один вид зерновых культур.

Проектирование, строительство и ремонт зерносушильных комплексов

После принятия решения об установки зерносушилки необходимо высчитать планируемые объемы, виды и качество зерна. Если планируется перерабатывать несколько видов зерна, стоит обратить внимание на комплексы, рассчитанные на широкий ассортимент просушиваемого материала.

Для монтажа стационарных сушильных установок обязательно требуется получение разрешения на строительство.

После определиться с объемами переработки, так как производительность сушилки должна в 1.5 — 2 раза превышать предполагаемый объем урожая. Обязательно нужно обратить внимание на известность компании установщика и возможность сервисного обслуживания.

В идеале лучше выбрать компанию, которая предлагает весь спектр услуг по установке, начиная от разработки проекта и заканчивая ежегодным профилактическим осмотром. Обычно в таких случаях значительно повышается срок службы оборудования и есть гарантия своевременного ремонта.

Основные трудности при строительстве зерносушильных комплексов

При проектировке и строительстве зерносушильного комплекса специалисты адаптируют под индивидуальные особенности места и специфике работы заказчика практически все составляющие зерносушильных установок.

К ним можно отнести:

• Топочный агрегат — теплогенераторы, обеспечивающие нужную температуру;
• Вентиляторы, регулирующие движение холодного и горячего воздуха;
• Нории для перемещения просушиваемого материала;
• Бункеры для загрузки и выгрузки зерновых;
• Пульт управления;
• Воздухоотводы.

При установке зерносушильных комплексов можно столкнуться с некоторыми проблемами, которые с легкостью устранит компания, имеющая опыт проведения таких работ.

Возможные трудности:

• Получение разрешений на строительство зерносушильных комплексов;
• Выбор вида комплекса, наиболее эффективного для определенного хозяйства;
• Обучение персонала для работы на новом оборудовании;
• Проведение работ по модернизации и усовершенствованию оборудования;
• Контроль соблюдения работниками норм эксплуатации и техники безопасности при работе с оборудованием.

Сушка зерна — завершающий и очень важный этап предпродажной подготовки. Собственная зерносушильная установка не только упростит этот процесс, но и позволит не продавать его по первой попавшейся цене.

9 лет работы с зерносушилками на соломе — Elevatorist.com

АгроЭкспедиция 4

3 Января 2014, 12:49

Источник фото: Elevatorist.com

Мелкие и средние фермеры, у которых есть необходимость сушить свое зерно, пристально присматриваются к сушилкам на экологически чистом топливе.

В активе фермерского хозяйства «Оазис», которое находится в Николаевской области и обрабатывает до 5400 гектаров земли, две зерносушилки на возобновляемом биотопливе.

Как рассказал руководитель «Оазиса» Василий Иванович Колесниченко, первый зерносушильный комплекс польской компании AG-Proekt в его хозяйстве появился в 2005 году. Сушилку смонтировали, после того, как в 2004-м на сушку только 1 тонны кукурузы с влажностью 32% пришлось потратить больше 22 литра дизтоплива. Работали в «Оазисе» тогда на старенькой ДСП-20. А урожай получили более 4,5 тысячи тонн. Специалисты хозяйства сели, посчитали расходы, и решили искать способы, как этот процесс удешевить.

Собрались и поехали в Польшу. Посмотрели за Вроцлавом сушильный комплекс на соломе и купили его. За оборудование и монтаж сушилки с теплообменником и уникальной топкой для сгорания заплатили 170 тыс. евро. А вот всю обвязку: емкости, куда выгружается сухая продукция, загрузочную яму, шнек, емкость для отходов, транспортер — специалисты «Оазиса» сделали сами.

Емкость польской сушилки SD-12 по пшенице — 50 тонн. По словам Василия Колесниченко, ее производительность несколько меньше, чем на природном газе или печном топливе. Но руководитель говорит, если сравнивать затраты и вред экологии, то душа поет, несмотря на то что фискальные органы продолжают снимать эконалог вместо обещанных льгот.

«На соломе, комплекс имеет меньшую производительность, потому что там ручная подача. Тюк соломы ставится в тамбурный отсек и заталкивается внутрь. А сама печка перемещает тюки с помощью вращающихся колосников», — рассказывает Василий Иванович.

Поскольку этих мощностей по сушке для хозяйства оказалось мало, старый сушильный комплекс ДСП-20 модернизировали. Вместо дизельного теплогенератора к шахте присоединили печку украинской фирмы СКТБ «Бриг» на соломе и отходах сельхозпроизводства.

Работой обеих сушилок в «Оазисе» довольны.

«За 8 лет у нас только один сгоревший польский двигатель, и то, там было больше нашей вины», — рассказывает Василий Иванович.

Для того, чтобы снизить влагу одной тонны кукурузы на один тонно-процент, в польской сушилке нужно израсходовать 20 килограмм соломы, а для сушилки «Брига» — до 30 кг.

Василий Иванович говорит, что в «Оазисе» люди, занятые на сушке продукции, с учетом ответственности этой работы, весьма высокооплачиваемые. Шутит, как пенсионеры в Европе.

«И в 2012, и в 2013 гг мы помимо своей продукции порядка 5 тыс. т кукурузы сушили соседям. Таким образом, зарабатываем на услугах. Сушка у нас стоит 18 грн за 1 тонно-процент. Цена ниже, чем на ближайших элеваторах. А с учетом сопутствующих услуг, значительно ниже», — рассказывает Василий Колесниченко.

Он подсчитал, что при сушке 10 тысяч тонн зерна на одну плановую тонну (6 тонно-процентов) истратили 2000 тонн соломы. А тонна соломы с поля в «Оазисе» обходится до 150 грн. Сумма в итоге получается не такая уж и маленькая. Поэтому в планах хозяйства переход на более дешевое сырье, а конкретно на щепу.

«Солома, кроме всего прочего, не дает возможности полностью автоматизировать процесс сушки. Если переделывать солому в гранулы, это довольно энергоемкий процесс. Гранула будет иметь себестоимость порядка 450 грн за тонну. А щепа дешевле. У нас есть заросшие деревьями паи, которые сегодня нам достаются от бывших хозяйств, а также вышедшие их своих границ лесополосы вдоль полей. Кроме того, есть санитарная чистка тех посадок, которые находятся в пользовании. Мы за них отвечаем. Выписываются лесные билеты, и пошла наша зарубежная чудо-техника топливо добывать и лесонасаждения вместе с землепользованием в порядок приводить. Попутно помогаем ДРСУ. Избавляем их от необходимости зачищать вручную кустарники вдоль автострад. Через год-два они вновь отрастут, поэтому проблем с щепой у нас не будет», — рассказывает Василий Иванович.

В 2014 году специалисты фермерского хозяйства запланировали модернизировать и заменить теплообменники и теплогенераторы.

«На повестке дня усовершенствование процесса сгорания — это точность и скорость сушения продукции. Мы хотим пригласить тех людей, у которых мы брали эту печку, потому что и у них, и у нас есть новые идеи. Если еще есть у кого-то идеи, мы с удовольствием послушаем и передадим свой опыт: в сельском хозяйстве среди производителей конкурентов нет. Оппонирует крестьянину обычно природа, и, как ни странно, собственное государство. Обмен будет очень ценен и необходим. Бриговская сушилка у нас останется как вспомогательная. Ее легче отремонтировать, дать ей вторую жизнь лет на 5-6. Ну, а в дополнение смонтировать еще такую, как польская, с учетом накопленного опыта», — поделился своими планами руководитель «Оазиса».

Василий Иванович подчеркивает, для него, как для руководителя важно, чтобы и в собственном хозяйстве, и в селе, где он живет и работает, был такой же порядок, как в Европе. А там, кроме того, что все работы выполняют на совесть, большое внимание приделяют рациональному использованию природных ресурсов. Те же сгоревшие в зерносушилках солома, послеуборочные отходы, щепы, используются как удобрения на полях. И это тоже дает свой позитивный эффект.

«Нужно рационально и бережно относиться ко всему, что дает природа. Нам на этой земле еще жить и работать», — резюмирует Василий Колесниченко.

АгроЭкспедиция 4

Способы сушки зерна и семян: основные виды

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.

1. Учет предельно допустимой температуры нагрева. Перегрев зерна приводит к ухудшению пищевых, кормовых и посевных качеств зерна. Недостаточный нагрев приводит к удорожанию и неэффективности процесса.
2. 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.
3. 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.

Калибровка зерносушилок | Ферма Прогресс

Некоторые фермеры переходят от сушки в бункерах к сушилкам с непрерывным потоком, чтобы увеличить производительность. Компромисс может заключаться в качестве зерна. Производители стремятся предоставить вам и то, и другое. Производители сушилок сообщают о возрождении продаж высокоскоростных сушилок с непрерывным потоком. Beard, Delux, Farm Fans, GSI, Mathews и QED сообщают о росте продаж по сравнению с предыдущими годами. В большинстве случаев рост значительный.

В Beard Industries продажи выросли на 50% по сравнению с 1994 годом. «Прошлый год был пиковым, — говорит президент Билл Бирд. «И (продажи сушилок непрерывного действия) будут продолжать расти в процентном отношении к новым сушилкам».

либо переходят с сушилки в бункер, либо переходят на более компактную сушилку с непрерывным потоком. Оба типа покупателей ищут одного и того же: большей емкости. Последний всплеск продаж сушилок пришелся на середину 1970-х, и многим существующим сушильным системам исполнилось 25 лет или больше.С тех пор фермы стали больше. Так же и уборочная техника. Фермерам нужны сушилки большего размера, чтобы не отставать.

«Это не редкость — вывозить с поля 16 000 бушелей в день», — говорит доктор Марвин Полсен, профессор сельскохозяйственной инженерии в Университете Иллинойса. «Вы должны что-то делать с этим влажным зерном. Поэтому, если вы собираете урожай с такой скоростью, вы постепенно переходите на сушилку с более высокой температурой и большей емкостью».

В качестве дополнительного толчка фермеры заходят на поля раньше, чтобы вовремя завершить обработку.В результате часть зерна убирается более влажной, чем когда-либо прежде. Сушилки непрерывного действия могут работать с влажностью от 25 до 30%. Системы в бункерах не справляются с таким уровнем влажности.

Это в жару. Зерно сушат две вещи: воздух и тепло. Чем выше огонь, тем быстрее сохнет кукуруза. Очевидно, что вы можете сушить зерно в сушилке быстрее, чем в бункере, потому что вы используете более высокие температуры. Насколько высока, зависит от сушилки и урожая, но для кукурузы типичны 180–220 градусов по Фаренгейту.Зерно сушат секциями или колонками, чтобы все ядра подвергались примерно одинаковому нагреву. Такое распределение обеспечивает более высокие потоки воздуха и температуру.

Сравните это с сушкой в ​​бункерах, когда зерно сушится в массе на глубине от 6 до 12 футов в бункере, а тепло перемещается спереди снизу вверх. Диапазон температур от отсутствия нагрева (естественная сушка на воздухе) до 160 градусов в зависимости от системы. Более высокие температуры опалили бы нижний слой зерна, ближайший к источнику тепла.

с непрерывным потоком подразделяются на категории в зависимости от направления воздушного потока относительно зерна. Всего существует четыре типа: перфорированный — поток воздуха под прямым углом через перфорированные столбики зерна; параллельный поток — воздух и зерно движутся в одном направлении по колоннам; противоток — воздух раздувает столбики напротив зерна; и смешанный поток, который включает комбинацию этих воздушных потоков.

Подавляющее большинство сушилок с непрерывным потоком, продаваемых на Среднем Западе, относятся к типу с поперечным потоком.Его также используют большинство элеваторов. Пришло время прояснить небольшую путаницу. Описательно, сушилки непрерывного действия, подпадающие под эту категорию, имеют много названий. Их называют колонными, коробчатыми, вертикальными, автономными, отдельно стоящими, переносными или стационарными. Их общий знаменатель — то, что они сушат зерно в колонне, которая полностью отделена от зернового бункера или хранилища. Все согласны с тем, что в большинстве случаев следует использовать высокопроизводительные сушилки с непрерывным потоком.

Beard, Delux, Farm Fans, GSI, Mathews и QED, среди прочих, создают конструкцию с поперечным потоком. Все работают в основном по одному принципу. Газовые горелки нагревают воздух внутри водоотводящей камеры осушителя. Высокоскоростные вентиляторы нагнетают воздух под прямым углом через столбики зерна толщиной около фута. Колонны уменьшают сопротивление воздушному потоку и позволяют более равномерно распределять тепло внутри зерна по мере прохождения зерна через сушилку. «Это одна из причин, по которой вы ограничиваете толщину колонны 12 или 14 дюймов», — говорит Вилке.«Если столбец становится слишком широким, колебания влажности и температуры в столбце становятся слишком большими. Чем уже столбец, тем меньше эти различия».

При покупке сушилки непрерывного действия следует помнить, что все они не одинаковы. Вам необходимо знать, что вы получаете, потому что каждый тип имеет свой диапазон минимальной и максимальной температуры сушки. Слишком горячо, и вы повредите зерно. Само ядро ​​при измельчении никогда не должно нагреваться выше 140 градусов.Чем горячее, тем больше теряется ценность экстракции крахмала или возникает трещина от напряжения, что может привести к большему количеству битой кукурузы и посторонних материалов (BCFM) в элеваторе. «С помощью сушилки с параллельным потоком вы можете увеличить температуру сушильного воздуха до 300 градусов, и кукуруза никогда не станет настолько горячей», — говорит Вилке. «Но если вы попробуете это с противоточной сушилкой, ядро ​​достигнет примерно 300 градусов. Так что, если 140 градусов — ваша волшебная температура ядра, это поможет вам выяснить, насколько высоко вы можете установить температуру на этой сушилке.«

Температура, которую вы выберете в этом диапазоне, будет зависеть от ваших целей. Для максимальной производительности установите рекомендованный максимум, — говорит Вилке. Для максимального качества зерна установите минимальное значение в этом диапазоне.

Производители сушилок с непрерывным потоком значительно улучшили качество зерна, сохранив при этом производительность за последние 5-10 лет. К ним относятся: Автоматизированное управление. В современных сушилках с непрерывным потоком загрузка и разгрузка полностью автоматизированы.После того, как вы установите температуру сушки и целевой уровень влажности зерна, вы можете уходить. По словам доктора Чарльза Хербурга, специалиста по сельскому хозяйству Университета штата Айова, в старых моделях вам приходилось периодически проверять содержание влаги во время сушки зерна и вручную регулировать скорость дозирующих валков, которые регулируют скорость потока через сушилку. «Теперь датчики влажности автоматически оценивают содержание влаги, и компьютер вносит эти корректировки на лету.«Чем влажнее зерно, тем медленнее оно проходит через сушилку. Конечный результат — меньше присмотра за детьми и точная точность определения конечной влажности. Многие современные сушилки обладают таким уровнем автоматизации. Например, новое программное обеспечение GSI под названием Watchdog позволяет контролировать влажность , температура и состояние сушилки с вашего офисного компьютера. Данные передаются по вашей телефонной линии. Если сушильная машина отключается, на экране вашего компьютера появляется предупреждение.

Улучшенный воздушный поток. Улучшенные потоки воздуха позволяют снизить температуру сушки.Сегодняшние сушилки с поперечным потоком имеют более крупные вентиляторы, сушильные камеры большего размера и «ворошители зерна», которые поворачивают зерно по мере его движения вниз по колонне для более равномерного распределения тепла. Раньше, когда зерно падало прямо в колонну, сторона, ближайшая к источнику тепла, становилась горячее, чем противоположная сторона, потому что воздух поступал через колонну с одного направления. «Вращатель зерна берет зерно с внутренней стороны колонны, ближайшей к пламени, и переворачивает его, или кладет снаружи, и перемешивает», — говорит Хербург.«Таким образом, у вас не будет зерна внутри, которое станет очень сухим, а немного зерна снаружи не будет таким сухим».

Лучшая энергоэффективность. Большая часть тепла, выделяемого сушилками более ранних моделей, уходит в атмосферу. Современные конструкции улавливают и перерабатывают эти выхлопные газы для повышения энергоэффективности и снижения затрат на топливо.

Стоит ли переключиться? Решение о переходе с сушки в бункере на автономную высокотемпературную сушилку в основном зависит от производительности. Сколько бушелей в год нужно сушить?

«Что касается магического числа кроссовера, то здесь его нет», — говорит Полсен из Университета Иллинойса.Но он говорит, что в среднем, когда фермеры производят более 100 000 бушелей в год, они начинают рассматривать сушилки непрерывного действия.

Там, где вы работаете, также может зависеть метод сушки. Например, по словам Полсена, в его штате Иллинойс обычным явлением является сушка в контейнерах с естественным воздухом и при низкой температуре. В Мичигане почти все системы работают с непрерывным потоком из-за более высокой влажности и более короткого вегетационного периода. «Фермеры в Айове часто заканчивают сбор урожая еще до того, как мичиганские фермеры начали его работу», — говорит доктор Фред Баккер-Аркема, профессор сельскохозяйственной инженерии в Университете штата Мичиган.«Поэтому мы должны переворачивать его намного быстрее и с более высоким содержанием влаги». Как правило, чем дальше на север, тем больше полагается на сушку нагретым воздухом.

Еще одно соображение — стоимость. Сушилки непрерывного действия стоят больше, чем сушильный бункер. Стоимость самой сушилки может достигать 100 000 долларов. Чтобы узнать, можете ли вы это оправдать, разделите общую годовую стоимость на количество бушелей в год, которое вы планируете сушить, советует Уилке из Миннесоты. Это даст вам стоимость за бушель. Сделайте то же самое для вашей текущей системы для сравнения.

При покупке сушилки с непрерывным потоком необходимо указать, нужна ли вам модель с обогревом или с обогревом. Первый не только сушит зерно, но и охлаждает его после сушки во второй камере сушилки. Тепловой агрегат только сушит и требует, чтобы вы выгружали горячее зерно в зерновой бункер с перфорированным полом и вентилятором для охлаждения. Блоки обогрева и охлаждения стоят дороже, но доставляют меньше хлопот. Тепловые агрегаты, хотя и требуют больше работы, дают вам почти вдвое большую мощность, потому что вы сокращаете время сушки за счет более ранней передачи зерна из сушилки, чтобы освободить место для более влажного зерна.

Алан Брутлаг, фермер из Уэнделла, Миннесота, преобразовал старую охлаждающую и обогревающую сушилку Батлера-Кан-Сан в полностью нагревающуюся, чтобы увеличить производительность сушки. Он остановил охлаждение сушилки, залудив внутреннюю часть охлаждающей камеры. Добавив полноценный сушильный пол, осевой вентилятор мощностью 12 л.с. и вытяжной вентилятор, он преобразовал стандартную мощность 12 000 бу. бункер в бункер для влажного хранения. Теперь он использует сушилку для сушки кукурузы до влажности 18-20%, после чего сваливает ее в горячем виде в линию из шести 10 000 бушелей. бункеры со сплошным полом и осевыми вентиляторами мощностью 10 л.с.Там он позволяет ему крутиться при 125 градусах по Фаренгейту от шести до 12 часов. После этого он включает вентиляторы, чтобы охладить его до температуры наружного воздуха. На каждые 10 градусов охлаждения он удаляет 0,25 пинты влаги, что в сумме составляет 21/2 пинты. Любая лишняя влага удаляется естественной сушкой на воздухе. «Благодаря комбинированной сушке я могу выгружать зерно из сушилки при влажности 18% вместо 15% и увеличивать производительность с 400 до 1000 бушелей в час», — говорит Брутлаг.

Ему пришлось добавить в коробку передач систему охлаждения масла, чтобы она не перегревалась.«В конце сезона кукуруза становится суше, и я заканчиваю тем, что использую бункер для влажной уборки, чтобы высушить на воздухе последние бушели кукурузы».

В зависимости от вашей текущей системы, сушилка непрерывного действия может потребовать дополнительного оборудования для хранения и транспортировки, чем то, что вы используете сейчас. В основном вам понадобятся бункер для влажного хранения зерна, ожидающий сушки, бункеры с фальшполом для охлаждения или хранения и конвейеры для передачи зерна в сушилку и от нее. Бункеры, ранее использовавшиеся для сушки, можно преобразовать в бункеры для хранения или влажные бункеры.Вилке знает фермеров, которые перерабатывают 10 000 буш. бункеры для влажного хранения. «Несколько лет назад люди могли подумать, что такой размер смехотворен. Но в наши дни я не думаю, что это выходит за рамки нормы».

Размер по размеру. Чтобы узнать, какого размера вам нужна сушилка с непрерывным потоком, оцените, сколько бушелей в день вы собираете и сколько часов вы хотите использовать сушилку в конкретный день, — говорит Ричард Зинке, генеральный менеджер по продажам Mathews. Например, если вы собираетесь собрать 15 000 бушелей./ день, и вы используете сушилку 24 часа в сутки, затем разделите 15000 на 24, что даст вам производительность 625 бушелей в час.

Большинство сушилок с непрерывным потоком, используемых на фермах, имеют производительность от 100 бушелей в час. до 1000 бушаров в час, в зависимости от начальной влажности. Некоторые сушилки непрерывного действия можно ставить одна на другую, чтобы увеличить производительность в два или три раза.

Сушилки с непрерывным потоком максимальной производительности называются башенными сушилками. Эти сушилки имеют зерновые колонны высотой более 30 футов для достижения производительности, необходимой для коммерческих элеваторов.По мере того как фермы становятся больше, фермерам может потребоваться такая же мощность. «Многие фермеры в определенных областях перешли на этот небольшой коммерческий уровень на своей ферме, — говорит Дон Николь, вице-президент GSI по системам сушки. «Итак, теперь мы видим, что башенные сушилки продаются на фермах».

Большинство производителей сушилок с непрерывным потоком выпускают башенные сушилки. GSI заявляет, что она является самой крупной в отрасли со скоростью 10 000 буш / час. Некоторые продают их под разными названиями. Например, Farm Fans продает свои башенные сушилки под маркой Zimmerman, а Mathews продает свои башенные сушилки под маркой Kan-Sun, ранее принадлежавшей Батлеру.

Производители башен, которые раньше продавались только коммерческим лифтам, теперь находят нишу среди крупных ферм. Примеры включают Delux Manufacturing из Кирни, штат Нью-Йорк, которая производит как штабелированные, так и башенные сушилки непрерывного потока, и QED Dryer Sales из Рокфорда, штат Иллинойс, производитель модульных башенных сушилок (круг 224). «Мы хорошо вписываемся в молодого фермера, который обрабатывает несколько тысяч акров», — говорит Стив Моррейм, президент QED. «Наши сушилки имеют модульную конструкцию, поэтому мы можем расширить их за часы».

Стив Шульц, менеджер по продажам Delux, говорит, что фермеры начинают обращать внимание на башенные сушилки, когда размер фермы приближается к 10 000 акров и требуется сушильная мощность в 2 000 бушелей./ час. и вверх. Размер вашей усадьбы также может диктовать необходимость. «Если вы используете систему опор и ограниченное пространство на земле, то башня может быть вашим единственным вариантом», — говорит он. «Вам нужно наращивать, а не выходить».

Рекомендации по сушке зерна этой осенью

В связи с задержкой посева по всему штату в 2019 году важно отслеживать развитие сельскохозяйственных культур, чтобы определить уникальные потребности в сушке зерна этой осенью.

Возможные проблемы:

Кукуруза, поврежденная замораживанием до того, как она достигла физиологической зрелости, создает проблемы с низкой пробной массой, низким качеством и высокой влажностью. Даже без повреждений от мороза кукуруза, созревшая в конце года, может иметь проблемы с высокой влажностью и меньшей сушкой в ​​поле между созреванием и сбором урожая.Скорость сушки кукурузы в приусадебных участках снижается с увеличением температуры воздуха: в сентябре еженедельная сушка оценивается в 4,5 точки влажности в неделю, а в октябре, ноябре и декабре она снижается до 2,5, 1 и 0,5 соответственно.

Продавать влажную кукурузу «как есть» или сушить?

Сбор влажного зерна оставляет вам решение сушить зерно самому или платить за сушку другим. При принятии решения о том, продавать ли влажное зерно или сушить его перед продажей, учитывайте коэффициент скидки вашего покупателя на влажность или плату за сушку и коэффициент усадки, а также стоимость вашей системы сушки и потерю усадки.Рассмотрим пример, когда у продавца есть 56 000 фунтов (1000 бушелей влажных) кукурузы влажностью 20,5%, а текущая цена на кукурузу составляет 3,50 доллара за бушель.

Продажа влажного зерна «как есть» со скидкой за влажность:

Если покупатель оценивает скидку в цене на влажность в 2,0% для каждой точки влажности выше 15%, скидка будет составлять 5,5 пунктов влажности, умноженных на 2,0%, при общей скидке 11%, в результате чего скидка составит 3,50 доллара на 11% или 0,39 доллара за бушель. В этом случае продавец получит чистую прибыль в размере 3110 долларов США, или 3 доллара США.11 раз по 1000 мокрых бушелей.

Продажа влажного зерна «как есть» с загрузкой для сушки и коэффициентом усадки:

Вместо этого покупатель может использовать комбинацию загрузки сушки и коэффициента усадки. Если покупатель взимает плату за сушку в размере 0,048 доллара США за влажный бушель за точку удаленной влаги, плата за сушку будет составлять 0,048 доллара США, умноженные на 5,5 точки влажности, умноженные на 1000 мокрых бушелей, или 264 доллара. Если покупатель использует коэффициент усадки 1,4% на точку выше 15%, это уменьшит бушели продавца на 77 бушелей, или 1.4% умножить на 5,5 точки влажности умножить на 1000 влажных бушелей, в результате останется 923 бушеля сухого зерна. Чистая выручка составит 2967 долларов, или 923 бушеля, умноженные на 3,50 доллара минус 264 доллара.

Сушка на ферме перед продажей:

Учитывайте стоимость сушки на бушель вашей системы, а также потерю усадки в процессе сушки. Используя электронную таблицу Ag Decision Maker «Сравнение сушки и усадки кукурузы» (A2-32) и стоимость пропана в размере 1 доллар США за галлон и стоимость электроэнергии 0,14 доллара США за киловатт-час, мы можем оценить стоимость системы высокотемпературной сушки в 0 долларов.030 на бушель на точку удаленной влаги. Стоимость сушки составит 165 долларов (0,030 доллара умножить на 5,5 точек влажности, умноженных на 1000 бушелей).

Потеря усадки при сушке в основном связана с потерей воды, но также включает потерю веса при транспортировке (сухое вещество). Загрузка 56 000 фунтов кукурузы с влажностью 20,5% состоит из 11480 фунтов воды и 44 520 фунтов сухого вещества. После высыхания 5,5 точек влажности будет 52 376 фунтов (44 520 фунтов, разделенные на 0,85). Потери при транспортировке от сушки на ферме измеряются между 0.От 22% до 1,71% от веса сырого бушеля. Если предположить, что общая потеря при обработке составляет 1%, усадка при обработке составляет 560 фунтов. Сухой вес на продажу составляет 51 820 фунтов, или 925 бушелей (52 376 минус 560). Также предположим, что дополнительные транспортные расходы составляют 0,01 доллара за бушель на милю, что составило бы 40 долларов за транспортировку четырех миль до системы сушки на ферме. Тогда чистая выручка составит 3033 доллара (925 умноженное на 3,50 доллара минус 165 минус 40 долларов). Также учитывайте дополнительные расходы на сушку, если планируете хранить более 6 месяцев при более низком содержании влаги.

Этот пример предназначен только для иллюстрации. Спросите у покупателя о скидках на влажность, плату за сушку и коэффициенты усадки. Используйте свои фактические затраты на пропан и электричество.

Оцените потребность в пропане для высокотемпературной сушилки, используя следующее уравнение: 0,018 галлона умножить на высушенные бушели, умноженные на количество высушенных точек влажности. Хотя 0,018 галлона — это средняя оценка использования пропана, это значение может варьироваться от 0,010 до 0,025 галлона на бушель на точку влажности, в зависимости от системы сушки и температуры наружного воздуха.

Если сбор урожая задерживается ближе к концу осени, примите во внимание, что стоимость сушки высокотемпературной сушилки увеличивается примерно на 14% с каждым снижением средней наружной температуры на каждые 20 градусов.

Источник: Университет штата Айова

Источник несет полную ответственность за предоставленную информацию и полностью принадлежит источнику. Informa Business Media и все ее дочерние компании не несут ответственности за любой контент, содержащийся в этом информационном активе.

Справочник по сушке зерна

MidWest Plan Service «Справочник по сушке, транспортировке и хранению зерна» MWPS-13 теперь доступна для загрузки на веб-сайте MidWest Plan Service. Ранее публикация была доступна только в печатном виде.

В книге представлена ​​информация о том, зачем и как нужно разработать комплексную систему для сушки, обработки и хранения зерна.В нем обсуждается, как конструкция и расположение зерновой системы могут помочь избежать узких мест во время уборки урожая и как компоненты обработки зерна могут быть связаны с производительностью, емкостью и удобством.

Он также включает информацию о функциях и работе оборудования, используемого для хранения влажного зерна, поддержания качества зерна после сбора урожая, обработки больших объемов зерна, а также о необходимости и важности безопасности и автоматизации.

Публикация была написана Дирком Майером, профессором сельского хозяйства и инженерии биосистем в Университете штата Айова, вместе с экспертами из других университетов-партнеров MidWest Plan Service.

«Это третье издание этого справочника, и он всегда был совместным проектом инженеров из нескольких университетов, ведущих в этой области», — говорит Майер. «В нашем справочнике более 150 страниц с советами экспертов о том, как спланировать современную систему сушки, обработки и хранения зерна».

Загружаемый формат доступен для покупки через веб-сайт MidWest Plan Service за 56 долларов, в то время как печатные копии все еще можно приобрести за 74 доллара. Публикация недавно была удостоена награды «Голубая лента» Американского общества инженеров сельского хозяйства и биологии.

MidWest Plan Service — это университетский издательский кооператив, занимающийся распространением основанных на исследованиях, рецензируемых и объективных публикаций, которые поддерживают информационно-пропагандистские миссии университетов Северо-Центрального региона, предоставляющих землю. Основанный в 1929 году и издающийся с 1932 года, он является одним из старейших региональных университетов, предоставляющих землю.

Главы по безопасности, автоматизации
Это новейшее издание справочника было выпущено год назад в печатном виде, поскольку Майер и его коллеги обновили публикацию впервые с 1987 года.«Это третье издание отражает существенные изменения в сушке и хранении зерна по мере увеличения мощности используемого оборудования и увеличения объемов обработки и хранения на фермах», — говорит Майер.

Помимо фермеров, книга будет полезна менеджерам элеваторов, торговцам оборудованием, студентам и всем, кто интересуется планированием, добавлением или эксплуатацией зерновых систем. В нем есть две новые главы, посвященные безопасности и автоматизации, которые относятся к современным средствам обработки и хранения, которые стали быстрее и больше.

В главе, посвященной безопасности, объясняется, какие опасности и как избежать травм при работе с оборудованием для обработки и хранения зерна. В главе, посвященной автоматизации, рассказывается о новой технологии, доступной для лучшего мониторинга хранимого зерна, а также для аэрации зерна и дистанционного управления системами сушки. Датчики могут отслеживать и предупреждать о нагреве подшипников. Вся эта информация может отображаться на смартфоне, планшете или компьютере.

Руководство может помочь фермерам подумать об улучшении обработки и хранения зерна или строительстве предприятия, обучая себя перед встречей с командой дизайнеров.

«Посмотрев на подобный справочник, фермеры, которые рассматривают возможность расширения, могут получить справочную информацию, чтобы провести информированный разговор с тем, с кем они имеют дело при планировании системы, не привязываясь к чему-то, чего они не хотят с самого начала», — сказал Майер говорит. «Вы можете получить несколько ставок, и вы хотите сравнить эти ставки. Именно такую ​​информацию вы можете почерпнуть из этого справочника «.

Сушка зерна — Infogalactic: ядро ​​планетарных знаний

Сушка зерна — это процесс сушки зерна для предотвращения порчи во время хранения. Сушка зерна, описанная в этой статье, относится к процессам, дополняющим естественные.

Обзор

Сотни миллионов тонн пшеницы, кукурузы, сои, риса и других зерновых культур, таких как сорго, семена подсолнечника, рапс / канола, ячмень, овес и т. Д., Сушатся в зерносушилках. ^[1] В основных сельскохозяйственных странах сушка включает снижение влажности примерно с 17-30% до значений от 8 до 15% в зависимости от зерна.Конечная влажность для сушки должна быть достаточной для хранения. Чем больше масла в зерне, тем ниже будет его влажность при хранении (хотя исходная влажность для сушки также будет ниже). Зерновые культуры часто сушат до 14% мас., А масличные — до 12,5% (соя), 8% (подсолнечник) и 9% (арахис). Сушка выполняется как необходимое условие для безопасного хранения, чтобы подавить рост микробов. Тем не менее, низкие температуры при хранении также настоятельно рекомендуются во избежание реакций разложения и, особенно, роста насекомых и клещей.Оптимальная максимальная температура хранения составляет около 18 ° C.

Самые большие сушилки обычно используются «вне фермы» в элеваторах и относятся к непрерывному типу: сушилки смешанного потока предпочтительны в Европе, а сушилки с поперечным потоком — в Соединенных Штатах. В Аргентине обычно встречаются оба типа. Сушилки непрерывного действия могут производить до 100 тонн сушеного зерна в час. Глубина зерна, которую воздух должен проходить в сушилках непрерывного действия, колеблется от 0,15 м в сушилках со смешанным потоком до примерно 0,30 м в сушилках с поперечным потоком.Сушилки периодического действия в основном используются «на фермах», особенно в США и Европе. Обычно они состоят из бункера, в котором нагретый воздух проходит горизонтально из внутреннего цилиндра через внутренний перфорированный металлический лист, затем через кольцевой слой зерна толщиной около 0,50 м (соосно с внутренним цилиндром) в радиальном направлении и, наконец, через внешний перфорированный металлический лист перед выбросом в атмосферу. Обычное время сушки составляет от 1 часа до 4 часов в зависимости от количества воды, которое необходимо удалить, типа зерна, температуры воздуха и глубины зерна.В Соединенных Штатах на фермах можно найти противоточные сушилки непрерывного действия, которые адаптируют бункер для медленной сушки зерна, подаваемого сверху и удаляемого снизу бункера подметающим шнеком.

Сушка зерна — активная область производства и исследований. Производительность сушилки можно моделировать с помощью компьютерных программ, основанных на математических моделях, которые представляют явления, связанные с сушкой: физика, физическая химия, термодинамика и тепломассообмен. Совсем недавно компьютерные модели использовались для прогнозирования качества продукции путем достижения компромисса между скоростью сушки, потреблением энергии и качеством зерна.Типичный параметр качества при сушке пшеницы — это качество выпечки хлеба и процент прорастания, снижение которых при сушке в некоторой степени связано.

Основы сушки зерна

Сушка начинается на дне бункера, где в первую очередь находятся воздушные контакты. Сухой воздух нагнетается вентилятором через слой влажного зерна. Сушка происходит в слое толщиной от 1 до 2 футов, который называется зоной сушки. Зона сушки перемещается от дна бункера к верху, и когда она достигает самого высокого слоя, зерно становится сухим.Зерно ниже зоны сушки находится в равновесном содержании влаги с сушильным воздухом, что означает, что оно безопасно для хранения; а зерно наверху еще нуждается в сушке. Затем воздух вытесняется из бункера через выпускное отверстие.

Допустимое время хранения

Допустимое время хранения — это оценка того, как долго необходимо сушить зерно перед порчей и поддерживать качество зерна во время хранения. В процессе хранения зерна больше всего беспокоят грибки или плесень. Многие другие факторы, например насекомые, грызуны и бактерии, также влияют на условия хранения.Чем ниже температура зерна, тем дольше будет допустимое время хранения. ^[2]

Соответствующий уровень влажности для безопасного хранения

Возможно длительное безопасное хранение при влажности зерна менее 14%, вдали от насекомых, грызунов и птиц. На следующем рисунке показано рекомендуемое содержание влаги для безопасного хранения. ^[3]

Равновесное содержание влаги

Содержание влаги в зерне зависит от относительной влажности и температуры окружающего воздуха.Точка равновесного содержания влаги — это точка, когда зерно больше не теряет и не набирает воду при контакте с сушильным воздухом. Конечное содержание влаги в зерне зависит от количества влаги в сушильном воздухе, то есть относительной влажности. Низкая относительная влажность означает, что воздух сухой и может собирать воду. Чем ниже относительная влажность, тем суше воздух. Как правило, снижение относительной влажности наполовину вызвано повышением температуры воздуха на 20 °. ^[4]

Температура

При сушке зерна можно использовать нагретый воздух. Он может не только ускорить миграцию влаги внутри ядра, но также может испарять влагу с поверхности. Основной проблемой нагретого воздуха для процесса сушки является температура ядра. Ядро зерна может быть повреждено из-за высоких температур ядра. Обычно температура ядра ниже температуры воздуха. В зависимости от вида использования кукурузы температура различается. Например, для семян кукурузы максимальная температура составляет 110 ° F; для кукурузы, кормящей домашний скот, максимальная температура составляет 180 ° F.

Аэрация

Процесс аэрации относится к процессу перемещения воздуха через зерно. Воздушный поток — это измерение количества воздуха в кубических футах в минуту (CFM). В процессе сушки зерна время сушки во многом зависит от скорости аэрации. Без достаточного воздушного потока зерно может быть повреждено до завершения сушки. Вентиляторы используются для перемещения воздуха через зерно. ^[5]

Стоимость сушки

Стоимость сушки состоит из двух частей: капитальных затрат и эксплуатационных расходов.Капитальные затраты во многом зависят от требований к скорости сушки и стоимости оборудования. Эксплуатационные расходы включают стоимость топлива, электроэнергии и рабочей силы. Количество энергии, необходимое для сушки бушеля зерна, одинаково для всех методов сушки. Некоторые методы в значительной степени зависят от природного воздуха, в то время как другие могут использовать тепло сжиженного нефтяного газа или природный газ, что приводит к изменению стоимости энергии. По сути, топливо и электроэнергия составляют основную часть эксплуатационных расходов. ^[6] Стоимость сушки основана на B.T.U. потребление изменения температуры от окружающей среды к желаемой.

Классификация способов сушки зерна

^[7]

Методы сушки при хранении

1. Низкотемпературная сушка
2. Многослойная сушка

Периодическая сушка

1. Бункерная сушка партиями
2. Колонна периодической сушки

Способы сушки в непрерывном потоке

1. Сушка поперечным потоком
2. Противоточная сушка
3. Сушка в параллельном потоке

Методы сушки при хранении

Низкотемпературная сушка

Под методами сушки при хранении понимают, что зерно сушится и хранится в одном контейнере.Низкотемпературная сушка, также известная как сушка при температуре окружающей среды, является одним из методов сушки при хранении. Существует четыре основных фактора, влияющих на сушку при низкой температуре: изменчивость погоды, влажность урожая, поток воздуха в бункере и количество нагретого воздуха. ^[8] Большинство низкотемпературных сушилок предназначены для максимально медленной сушки зерна и уменьшения его порчи. Предполагается, что систему сушки при низкой температуре лучше использовать при средней дневной температуре от 30 ° C до 50 ° C.Вместо того, чтобы контролировать температуру воздуха для сушки, при низкотемпературной сушке основное внимание уделяется относительной влажности, чтобы достичь равновесного содержания влаги (EMC) во всех слоях зерна. ^[9] Процесс низкотемпературной сушки обычно занимает от 5 дней до нескольких месяцев и зависит от нескольких важных переменных: погоды, воздушного потока, начального содержания влаги и количества используемого тепла. Среди них воздушный поток является ключевым фактором. Без соответствующей скорости воздушного потока порча произойдет до завершения сушки.Используя нагретый воздух (тепло низкого давления, электрическое тепло и солнечное тепло), можно лучше контролировать относительную влажность осушающего воздуха для достижения желаемого содержания влаги. Обычно осушитель воздуха с подогревом используется, когда относительная влажность превышает 70%. В электрических сушилках обычно перед вентилятором размещается резистивный электрический нагреватель для нагрева воздушного потока. В некоторых случаях для управления нагревателем используется гигростат. В солнечных сушилках сушильный воздух сначала проходит через солнечный коллектор, чтобы нагреться (обычно на 10–12 ° F), а затем попадает в бункер через вентилятор и двигатель.Преимущества низкотемпературной сушки при хранении: быстрое наполнение, высокое качество продукта, меньшая потребность в оборудовании; а недостатками являются длительное время сушки, потребность в электроэнергии при использовании электрического нагрева, высокие управленческие навыки и неопределенное содержание влаги в урожае.

Многослойная сушка

Метод многослойной сушки относится к использованию тепла низкого давления или природного газа при сушке кукурузы. По сравнению с низкотемпературными методами, многослойная сушка требует более высоких температур, что сокращает допустимое время хранения.Многослойная сушка без перемешивания — это основной метод многослойной сушки, при котором воздушный поток поступает через нагреватель низкого давления с помощью вентилятора. Обычно повышение температуры после горелки низкого давления остается низким, чтобы избежать пересыхания нижних слоев бункера. Как только кукуруза сушится в бункере, горелка выключается и используется вентилятор для доведения кукурузы до температуры окружающей среды. Преимущества многослойной сушки без перемешивания: небольшая обработка кукурузы, а бункер можно использовать либо как сушилку, либо как хранилище; К недостаткам можно отнести медленное наполнение и пересыхание нижних слоев (Bern, Brumm, 2010).Многослойная сушка с перемешиванием может не только высушить зерно в равновесии сверху вниз, но и снизить сопротивление воздуха воздуху. Более того, использование системы перемешивания позволяет избежать проблемы пересушивания нижнего слоя и обеспечить равномерное содержание влаги в зерне во всем бункере. По окончании сушки горелка выключается, а вентилятор и мешалка используются для перемешивания кукурузы для достижения равного содержания влаги и температуры. Преимущества добавления перемешивания заключаются в предотвращении чрезмерного высыхания и ускорении высыхания и допустимой скорости заполнения; К недостаткам системы перемешивания относятся дополнительные затраты и уменьшение емкости бункера.

Серийные методы сушки

Бункерная сушка

В методах сушки партиями сначала помещается определенное количество зерна, обычно от 2 до 4 дюймов, партию сушат и охлаждают позже, затем сушку прекращают и партию удаляют. Сушилки периодического действия обычно работают в этой последовательности и повторяют эту последовательность несколько раз. В методах сушки партиями бункера используется полностью перфорированный пол в качестве сушилки. Без перемешивания доступно большое разнообразие оборудования, и партия может использоваться как в качестве сушилки, так и в качестве холодильника, но может быть большой градиент влажности сверху вниз и потеря времени в процессе загрузки и разгрузки.При добавлении системы перемешивания можно избежать проблемы неравновесного содержания влаги, однако использование мешалки требует дополнительных затрат. При использовании крышной сушилки периодического действия можно решить проблему потери времени. Под крышей бункера находится сушильный пол, а сушильный вентилятор и горелка установлены высоко на стене бункера. Когда процесс сушки завершен, зерно помещается на дно обычного бункера, что сокращает время разгрузки. Однако в бункерных крышных сушилках нет влажного зерна, и это требует больших затрат на машины.

Сушка периодического действия в колонне

Колонна, сформированная в сушилке такого типа, состоит из двух вертикальных перфорированных стальных листов толщиной около 12 дюймов каждый. Вместимость колонных сушилок периодического действия слишком мала для хранения зерна. Преимущества колонны периодического действия, сушилки с неподвижным слоем — простота перемещения, а сушилка может использоваться как охладитель; а недостатками являются потеря времени при охлаждении, загрузке и разгрузке и неравномерное распределение влаги по окончании сушки. При использовании колонной рециркуляционной сушилки периодического действия проблема изменения содержания влаги устраняется, но дополнительный процесс обработки может привести к порче зерна.

Способы сушки в непрерывном потоке

Сушка с поперечным потоком

Сушилки с поперечным потоком — одна из наиболее широко используемых сушилок с непрерывным потоком. В сушилке с поперечным потоком воздушный поток перпендикулярен потоку зерна. Затем зерно рядом с сушильным воздухом пересушивается, а с другой стороны — зерно недосушено. По окончании сушки существует градиент влажности. В действительности, чем ниже скорость воздушного потока, тем выше колебания влажности зерна между двумя сторонами колонны. ^[10]

Сушка в параллельном потоке

В сушилке с параллельным потоком и зерно, и воздух движутся в одном направлении, что означает, что самое влажное зерно подвергается воздействию самого горячего сушильного воздуха. Ядра покидают зону сушки при той же температуре и той же влажности. Энергоэффективность на 40% выше по сравнению с сушилкой с поперечным потоком. Однако глубина слоя должна быть более 12 дюймов, чем у поперечного потока. Таким образом, в сушилках этого типа требования к мощности вентилятора высоки.

Сушка в противотоке

В противоточной сушилке зерно и воздух движутся в противоположных направлениях, что означает, что самое сухое зерно подвергается воздействию самого горячего сушильного воздуха. Ядра покидают зону сушки при той же температуре и той же влажности, что и в сушилках с параллельным потоком. Предполагаемая температура воздуха ниже 180 ° F, потому что самые сухие ядра с большей вероятностью будут повреждены горячим воздухом.

Применение сушки зерна

Сушка подсолнечника

У разных видов подсолнечника консервационная влажность разная.Подсолнечник из семян масличных культур лучше сушить до 9% влажности, а подсолнечник из семян птиц — до 10%. По сравнению с сушкой кукурузы подсолнечник легче сушить и хранить в безопасном месте. Более того, высокая температура не может отрицательно повлиять на ядро ​​подсолнечника, что может быть причиной жирнокислотного состава. Признаков повреждения при сушке при нагревании воздуха до 220 ° F не обнаружено. Однако тонкие волоски и волокна на семенной оболочке подсолнечника могут стать причиной пожара.При нагревании подсолнухов рекомендуется сначала удалить пылающие частицы.

Сушка фасоли

Семенная оболочка бобов довольно хрупкая и ее легко повредить при растрескивании и раскалывании, что может привести к убыткам производителя. Некоторые исследования бобов показали, что во избежание растрескивания лучше поддерживать сушильный воздух при относительной влажности выше 40 процентов. ^[11]

Сушка кукурузы

При сушке зерен кукурузы важно помнить, что трещины и трещины в кукурузе могут вызвать множество проблем как при хранении, так и при переработке.Основная проблема, возникающая при высокотемпературной сушке с последующим быстрым охлаждением зерна, — это растрескивание под напряжением. Растрескивание под напряжением — это когда в эндосперме кукурузы появляются трещины. Ядра с растрескиванием под напряжением часто слишком быстро впитывают воду, с большей вероятностью ломаются и становятся все более уязвимыми для насекомых и плесени во время хранения в сухом виде. Чтобы уменьшить количество зерна, которое теряется из-за растрескивания под напряжением, следует использовать методы сушки при средней температуре и медленном охлаждении или естественном воздухе и при низкой температуре. ^[12]

Список литературы

1. ↑ Д. Брукер, Ф. У. Баккер-Аркема и К. В. Холл, Сушка и хранение зерна и масличных культур . Ван Ностранд Рейнхольд. Ави Бук, Нью-Йорк.
2. ↑ CHIEF. «Подготовка зерна, хранение, руководство по аэрации».
3. ↑ IRRI, Условия безопасного хранения зерна
4. ↑ Государственный университет Северной Дакоты, Служба распространения кооперативов, 1974, Сушка зерна на ферме.
5. ↑ Хербург, Чарльз Р., Берн, Карл Дж., Брамм, Томас Дж. «Глава 7 Основы сушки зерна» в Управление зерном после сбора урожая , 2013
6. ↑ BEHLEN Manufacturing Co. Современное кондиционирование зерна, 1974.
7. ↑ Берн, Карл Дж. ,. Хербург, Чарльз Р. ,. Брумм, Томас Дж. «Глава 9 Методы сушки зерна» в Управление зерном после сбора урожая , 2013.
8. ↑ FS services, Inc., Блумингтон, 1977, Руководство по сушке зерна.
9. ↑ IRRI, Международный институт риса, Банк знаний о рисе, 2009.
10. ↑ UWM, Wisconsin Energy Efficiency and Renewable Energy Resource.
11. ↑ Государственный университет Северной Дакоты, Кооперативная служба распространения знаний, 1974, Сушка зерна на ферме.
12. ↑ «Поддержание качества кукурузного зерна за счет уборки урожая и сушки». www.pioneer.com . Проверено 19 октября 2015.