Кукурудза — збираємо, обробляємо, зберігаємо

НАСАМПЕРЕД — ЗБИРАННЯ

Є науково обґрунтовані строки збирання гібридів кукурудзи після досягнення ними стану біологічної стиглості й придатності для комбайнуван­ня. Тривалість збирання стиглого зерна не має перевищувати 15–18 діб, оскільки за подовження цього терміну втрати вро­жаю суттєво зростають і становлять понад 10%.

До значних втрат призводить вилягання рослин, обвисан­ня качанів, самовимолочування зерна, ураження його хворо­бами й шкідниками.

Настання біологічної стиглості залежить від комплексу факторів, зокрема від біологічних особливостей гібридів, погодно-кліматичних і технологічних умов вирощування. Біологічну стиглість визначають за вмістом сухої речовини, яка в певний період досягає максимуму. Вважається, що в різ­них гібридів вміст сухої речовини досягає максимуму за вологості 22–35%, і надалі зерно лише фізично випаровує вологу. Але для цього потрібні певні умови, а саме: темпера­тура повітря не нижче як 10°С та його відносна вологість не вище ніж 60%.

Саме на це розраховують, орієнтуючись на пізнє збирання кукурудзи: залишають її підсихати «на пні» задля скорочення енерговитрат під час сушіння, а також отримання повністю стиглого зерна. Такий орієнтир є досить ризикованим і неста­більним, оскільки в різні роки умови для природного підси­хання зерна кукурудзи не завжди сприятливі. Крім того, слід враховувати дію наступних факторів.

По-перше, темпи підсихання зерна на рослині досить низькі й закономірно знижуються з кожним днем перебуван­ня кукурудзи в полі (залежно від вологості і стану качанів). Так, за вологості 25–30% середньодобова вологовіддача не перевищує 0,3–0,4%, тож на кожні 3–4% зниження вологи потрібно чекати до десяти діб.

По-друге, за зниження середньодобової температури повітря до 5–6°С і підвищення відносної вологості до 80-90% вологовіддача в зерні кукурудзи практично призупиняється. Тримати таку кукурудзу й далі на полі означає втратити зна­чну частину врожаю.

Практика показує, що в очікуванні на отримання сухого зерна агровиробники нерідко вдаються до зимового збирання кукурудзи, для того, щоб комбайн міг без перешкод працювати в полі. Як свідчить досвід, узимку можна збирати зерно навіть із підвищеною вологістю, оскільки воно легко обмолочується в стані проморожування. Але проморожене зерно після збиран­ня починає відтавати й потребує негайного сушіння за особли­вих режимів. Ці особливості слід обов’язково враховувати як у технології сушіння, так і в роботі зерносушарки.

ОТЖЕ, ПРО СУШІННЯ

Зерно кукурудзи відносять до так званих термолабільних матеріалів, які в процесі сушіння мають різну теплову стійкість залежно від температури й швидкості нагрівання зернини.

На теплову стійкість, окрім температурного фактора, впливає ще структура зернівки та її будова.

Основною частиною зернівки є ендосперм, який може бути борошнистим або склоподібним залежно від хімічного складу зерна кукурудзи, а також порівняно рихлий зародок і зовнішні оболонки — всі ці частини характеризуються різним вологовипаровуванням і усиханням у процесі сушіння. Тому внаслідок швидкого сушіння й нерівномірного висихання у зоні ендосперму та зародка виникають сили напруги, тобто явище так званої внутрішньої тріщинуватості, що різко зни­жує міцність зернівки і призводить до її подрібнення. Також у результаті швидкого нагрівання зерна, особливо сирого, зовнішні оболонки загартовуються, що різко знижує швид­кість сушіння.

Тому під час сушіння застосовують здебільшого м’які тем­пературні режими, не допускаючи нагрівання зерна понад 50°С для кукурудзи, яка призначена на кормові цілі, 45°С – для крохмале-патокового виробництва, 30…35°С – для харчо­концентратного. Температура агента сушіння має бути постій­на або низхідна, тобто знижуватись у міру підсихання зерна. Ця умова особливо важлива за сушіння зерна недостиглого, з підвищеною вологістю. За низхідного температурного режи­му значно знижуються ступінь теплового ушкодження і кіль­кість зерна з внутрішніми тріщинами.

Перед сушінням кукурудзи проводять такі заходи задля зменшення травмування й подрібнення зерна: скорочують число переміщень зерна до мінімуму; всі поверхні, з якими контактує зерно, обшивають еластичним матеріалом (стінки бункерів, самопливи, норії тощо); знижують висоту й швид­кість падіння зерна.

Температурний режим у процесі сушіння контролюють за температурою нагрівання зерна, а також агента сушіння. Температура агента сушіння може бути постійна або перемін­на залежно від конструкції зерносушарки та вологості зерна (табл. 1).

Окрім оптимального температурного режиму під час сушіння, слід також витримувати відповідний режим волого­віддачі, тобто зниження вологи зерном під час проходження через сушарку. Для цього в сушарках прямоструминних у процесі сушіння зерна кукурудзи вологовіддача за один про­пуск має становити 4,5–5,5%. Коли зерно за одноразового пропускання не висушується, його сушать за кілька пропусків. На практиці це краще виконувати за допомогою двох спаре­них зерносушарок, перша з яких працює в режимі сушіння, а друга — в режимі досушування-охолодження. За такого мето­ду сушіння зберігається висока якість зерна, забезпечується продуктивність сушарок і знижуються енерговитрати.

Особливо ефективне використання двох спарених зерносу­шарок типу ДСП. Вони дають змогу сушити зерно за різними техніко-технологічними схемами залежно від вологості зерна. В цій схемі рекомендується використовувати, окрім зерносуша­рок, підігрівачі зерна та очисні машини барабанного типу. Таким чином, маємо очищувально-сушильний комплекс, який включає такі операції: попереднє підігрівання зерна; первинне очищення підігрітого зерна; сушіння матеріалу в рециркуляцій­ному режимі; охолодження зерна в зерносушарці; повне охоло­дження й очищення зернової маси на очищувальних машинах. За допомогою підігрівача досягається не тільки зниження воло­гості сирого зерна, а й краще його сепарування на ситах та переміщення норіями. Підігріте зерно менше травмується та подрібнюється, швидше рухається шахтами зерносушарки.

За різними повідомленнями, в разі сушіння за новою техніко-технологічною схемою на очищувально-сушильному комплексі потужність двох спарених зерносушарок ДСП-32 становить 500 т зерна за добу за витрати природного газу 0,85–1,05 м³ на зниження 1 т-%. Нормативні значення для цих сушарок становлять відповідно 300–350 т та 1,5–2,5 м³ залежно від збиральної вологості зерна.

Обов’язковою умовою роботи комплексу є розміщення зерносушарок біля зерноочисних машин. Перша сушарка знижує вологість зерна шляхом підсушування трьома зонами, друга – двома, а нижньою (третьою) частково охолоджує зерно. Рухається зерно в рециркуляційному режимі із серед­ньою вологістю 16–20%.

Сушіння, особливо термічне в зерносушарках, має закін­чуватись за певної вологості зерна (насіння) залежно від напряму його використання. Для кукурудзи встановлено різні норми вологості зерна, що спрямовується на переробку чи зберігання. Чинними технологічними нормами заборо­няється пересушувати зерно нижче від уста­новлених стандартами значень. Відповідальність за пересушування несуть зерносу­шильник, сушильний майстер і начальник виробничо-технологічної лабораторії.

Після сушіння в зерносушарках зерно має високу температуру, тому його обов’язково охолоджують i лише після цього засипають у сховище. Температура, з якою допускається засипати зерно, не має перевищувати температуру навколишнього середовища більш як на 8-10°С.

ОКРЕМО — ПРО СУШІННЯ ЗЕРНА КУКУРУДЗИ, ЗІБРАНОЇ ВЗИМКУ

Під час сушіння промороженого зерна (з низькою температурою зернової маси) спостерігається його запарювання. Суть цього явища в тому, що на холодній поверхні зернини під дією високих температур під час сушін­ня конденсується багато випареної вологи. Процес супрово­джується зволоженням зернової маси, підвищенням її темпе­ратури, погіршенням технологічних і насіннєвих властивостей зерна. Особливо часто запарювання відбувається через недо­статній об’єм агента сушіння в шахтах сушарки.

Також за швидкого сушіння промороженого зерна виникає так зване загартовування оболонок зернин і втрата ними здат­ності пропускати водяні пари. Загартоване зерно має вигляд «скляного», під час його сушіння різко знижується його швид­кість просування сушаркою, а відтак — продуктивність зерно­сушарок, унаслідок чого збільшується витрата палива.

Для попередження запарювання і загартовування зерна у шахтних прямоструминних сушарках потрібно знижувати температуру нагрівання зерна на 5°С і агента сушіння — на 15-20°С щодо встановлених нормативами для зерна кукуру­дзи. У цих сушарках запарювання зерна можна уникнути, якщо у верхній частині сушарки товщина шару зерна, що про­дувається, буде мінімальна, близько 100 мм, а швидкість аген­та сушіння — максимальна.

Запарювання й загартування зерна виникає в сушарках рециркуляційних набагато рідше порівняно з прямострумин­ними. Адже за рециркуляційного способу процес сушіння включає кілька циклів, у тому числі змішування зерна сухого нагрітого з вологим холодним, а також вилежування суміші. Завдяки його змішуванню-вилежуванню забезпечується більш м’який режим сушіння, а також вдається уникнути швидкого нагрівання промороженого зерна.

Іншим технологічним заходом, пов’язаним зі зниженням вологості зерна кукурудзи, є його вентилювання, яке викону­ють у режимах підсушування, охолодження чи проморожуван­ня. У режимі підсушування зерно чи насіння продувають атмосферним теплим або підігрітим повітрям. За продування атмосферним повітрям підсушування відбуватиметься лише за умови, якщо фактична вологість зерна перевищує рівноважну. Цей режим ефективний для обробки зерна з дещо підвищеною вологістю (на 1–5%) порівняно з регламентною нормою.

У режимі охолодження використовують атмосферне пові­тря, переважно в нічні години. Його температура має бути нижча на 5°С і вища, порівняно з температурою зерна, а в дощову погоду — не менше як на 8°С. Цей режим особливо ефективний для охолодження свіжозібраного зерна, яке засипа­ють у зерносховище. Останнім часом для охолодження зерна його пропускають через зерносушарки з відключеною зоною сушіння. Пропуск зернової маси проводять у холодну пору року. Такий прийом особливо ефективний, оскільки забезпечується швидке рівномірне охолодження всіх шарів зернового насипу. Режими охолодження встановлюють залежно від вологості зерна, температури повітря та тривалості охолодження (табл. 2).

У режимі проморожування зерно продувають у зимовий період, коли настають морози не менше як -5°С. Цей режим має важливе практичне значення для організації надійного тривалого зберігання врожаю, в тому числі резервних і страхових фондів.

Для вентилювання використовують установки активного вентилювання в зерноскладах, бункери та зерносховища, облад­нані засобами вентиляції. Оскільки техніко-технологічне забез­печення вентилювання досить просте, його можна застосовувати практично в кожному фермерському господарстві, забезпечуючи таким чином збереження врожаю за значної економії грошових витрат і енергоресурсів.

ОЧИЩЕННЯ

Свіжозібрана маса кукурудзи має надто неоднаковий фізико-механічний склад, містить основне зерно різної якості, органічні й мінеральні домішки. Особливо небажаним компонентом є органічні домішки, які складаються із решток рослин основної культури та дикорослих видів — бур’янів. Органічні домішки, як правило, значно сиріші від основного зерна, їхня вологість під час збирання становить 50–70% і вище. Тому свіжозібрана маса підлягає негайному очищенню, переду­сім від органічних грубих домішок рослинного походження – частинок стебел, листя, качанів кукурудзи тощо.

За вмістом домішок виділяють три категорії чистоти куку­рудзи: чисту, середньої чистоти, смітну. У домішках окремо визначають зернову та смітну. До зернової домішки відносять зерно бите, плюскле, здавлене, проросле, морозобійне, ушко­джене, поїдене, недозріле; до смітної — мінеральну, органічну й шкідливу домішки, зіпсоване зерно (насіння).

Очищення може бути попереднім, первинним і вторинним залежно від чистоти та призначення врожаю. Попереднє — застосовують для очищення смітної свіжозібраної маси, а також вологої перед сушінням. Первинне – для відокремлення всіх видів домішок від основної фракції. Вторинне – для сепаруван­ня маси зерна (насіння) на окремі, різні за якістю, фракції.

Для очищення використовують різні види очищувально-сортувальних машин: повітряні й повітряно-ситові сепаратори, трієрні установки, пнев­могравітаційні столи. На повітряних сепара­торах (аспіраторах) із маси зерна відбирають легкі органічні домішки, на повітряно-ситових — дрібне та надто крупне зерно, на трієрах та гравітаційних столах – важковідо­кремлювані домішки.

Основною машиною є повітряно-ситовий сепаратор, який містить аспіраційні канали і комплект сит різного типорозмі­ру. Якість очищення насамперед залежить від вибору сит та режиму їхньої роботи. Спочатку сита добирають за допомо­гою лабораторного просіювання, аналізування сходів та про­ходів зерна з кожного сита. Рекомендований типорозмір сит може змінюватись залежно від фізико-механічних властивос­тей зерна зібраного врожаю, його умов і технологій вирощу­вання. Тому в кожному конкретному випадку регламент очи­щення потрібно уточнювати з тим, аби забезпечити оптимальний вихід і якість зерна основної культури.

Останнім часом ринок пропонує для очищення-сортування-калібрування зерна різні вітчизняні й зарубіжні машини. Традиційно високою якістю сепарування зерна вирізняється облад­нання фірми Petkus. Останнім часом фірма виготовляє потужні­ші зерносепаратори, призначені для роботи в потокових лініях, із продуктивністю на очищенні до 100–150 т/год, на сортуванні — до 20 т/год. Високу ефективність і точність сепарування демонструють також машини фірми Сimbria, які застосовують для післязбиральної доробки зерна/насіння різних культур.

Із вітчизняного обладнання високою продуктивністю та ефективністю вирізняються машини ПАТ «Хорольський меха­нічний завод». До такого обладнання слід віднести зерносепа­ратори марки БСХ, аспіратори, гравітаційні столи, норії, зокре­ма із пластиковими ковшами.

СТОСОВНО ПРАВИЛ ЗБЕРІГАННЯ ЗЕРНА

Зберігають зерно з урахуванням його вологості, призначення й тривалос­ті зберігання.

Під час зберігання кукурудзи вологість має бути така: 15–16% — для зерна, призначеного для переробки на комбі­корми; 14–15% — для виготовлення продовольчих i технічних продуктів; 13–14% — за зберігання тривалістю до одного року; 12–13% — за тривалого зберігання (понад один рік).

Зерно продовольчо-кормове й технічне зберігають наси­пом у зерноскладах, силосах елеваторів, бункерних сховищах. Висота насипу сухого зерна обмежується технічними можли­востями сховища — вона має забезпечувати їхнє нормальне обслуговування та контроль за якістю продукції.

Останнім часом великі об’єми зерна зберігають у металевих силосах-баштах. Але за зберігання зернопродукції в металевих силосах слід вести постійний контроль за температурою зерна, звертати особливу увагу на стан верхніх шарів насипу. Внаслідок коливань температури у сховищі виникають конвекційні потоки повітря, які можуть призводити до появи конденсату у верхньо­му шарі зернової маси, або ж, навпаки — в нижньому.

Стійкість стану зерна під час зберігання значно підвищу­ється, якщо металеві сховища мають вентиляційне обладнан­ня для аерації зернової маси. Іншим варіантом підвищення стійкості є термозахист зовнішніх стінок сховища.

Сухе зерно можна ще зберігати в полімерних зернових рукавах. У такому разі слід неухильно дотримуватись усіх вимог, установлених спеціальною Інструкцією для такої тех­нології зберігання. Протягом усього зберігального періоду проводять систематичний контроль за показниками якості зерна й загальним станом сховища.

М. Кирпа, доктор с.-г. наук,  ДУ Інститут зернових культур НААН України

Журнал «Пропозиція», №11, 2018 р.