Спецможливості
Технології

«Кріосауна» для зерна або технологія охолодження зерна

10.07.2017
9943
«Кріосауна» для зерна або технологія охолодження зерна фото, ілюстрація

Охо­ло­д­жен­ня зер­на — пер­ший крок до тех­но­логії дбай­ли­во­го й еко­номічно­го зберіган­ня вро­жаю зер­но­вих куль­тур.

 

 

Те­о­ре­тичні ас­пек­ти охо­ло­­джен­ня зер­на

Су­часні тех­но­логії якісно­го збе­ріган­ня зер­на пе­ред­ба­ча­ють по­в­ний ком­плекс за­хи­с­ту зер­но­вої ма­си, фо­­ку­су­ю­чись на за­без­пе­ченні на­леж­них умов, ос­новні з яких:

— тем­пе­ра­ту­ра;

— во­логість; 

— час.

Тех­но­логічні ме­то­ди та ме­ханізми вра­хо­ву­ють, що зер­но — це жи­вий ор­га­­нізм, під час ди­хан­ня во­но втра­чає ва­гу внаслідок про­це­су ди­си­міляції (роз­па­ду та пе­ре­тво­рен­ня) ор­ганічних ре­чо­вин, цукрів. Цей про­цес на­пря­му пов’яза­ний із тем­пе­ра­ту­рою та во­ло­гістю ма­си зер­на та, відповідно, вли­ває на якість і стан зер­но­вої ма­си під час зберіган­ня. Що ви­ща тем­пе­ра­ту­ра, то ін­­тен­сивніший про­цес ди­хан­ня, особ­ли­во теп­лої по­ри ро­ку. Як наслідок — відбу­вається са­мо­зігріван­ня з інтен­си­фікацією втра­ти ва­ги та, відповідно, вар­тості зер­на, виділен­ня вуг­ле­кис­ло­го га­зу, во­ло­ги.

Із рис. 1 вид­но, що еко­номічно ефек­тивні умо­ви зберіган­ня зер­на — в діапа­зоні тем­пе­ра­тур від 12°С і ниж­че, у та­ко­му разі втра­ти ва­ги за місяць зберіган­ня (за 17% во­­ло­гості) ста­нов­лять близь­ко 0,1%.

На якість зер­на також впли­ва­ють такі фак­то­ри:

— плісня­ва;

— гриб­ки; 

— ко­ма­хи.

Так, ви­ник­нен­ня плісня­ви спри­чи­нює ут­во­рен­ня та виділен­ня ток­синів (рис. 2). Як вид­но з діаг­ра­ми (рис. 2), мак­си­маль­но без­печ­ний термін зберіган­ня зер­на за вмісту во­ло­гості 17% за­­без­пе­чується у діапа­зоні тем­пе­ра­тур до 12°С і ниж­че — він ста­но­вить до 100 днів!

Не­на­лежні умо­ви зберіган­ня мо­жуть ста­ти при­чи­ною ут­во­рен­ня плісня­ви та по­яви грибів (рис. 3).
Так, за зни­жен­ня тем­пе­ра­ту­ри зер­на до 8…12°С збільшується до­пу­с­ти­мий вміст во­ло­ги зер­на, яке мо­же без­печ­но зберіга­тись пев­ний період.

Не­аби­я­кий не­га­тив­ний вплив на зер­но­ву ма­су чи­нять ко­ма­хи-шкідни­ки, які за оп­ти­маль­них для їхньої життєдіяль­ності умов швид­ко розмно­жу­ють­ся та по­ши­рю­ють­ся (рис. 4).

Відповідно до рис. 5 про­во­ди­мо аналіз без­печ­них умов, що га­ран­ту­ють галь­му­ван­ня розмно­жен­ня та ак­тив­ності ко­мах-шкідників і як наслідок — змен­шен­ня зер­но­в­т­рат під час зберіган­ня.
За тем­пе­ра­ту­ри зер­на ниж­че 19°С на­ста­ють без­печні що­до по­яви та ак­тив­ності ко­мах-шкідників умо­ви зберіган­ня. Про­во­дя­чи па­ра­лель між кож­ним не­га­тив­ним фак­то­ром, що впли­ває на зер­нові куль­ту­ри, на­во­ди­мо збірну діаг­ра­му без­печ­них умов зберіган­ня зер­но­вої ма­си з ура­ху­ван­ням по­каз­ни­ка про­ро­с­тан­ня зер­на за­леж­но від йо­го тем­пе­ра­ту­ри, °С, та во­ло­гості, %. (рис. 5).

Відповідно, от­ри­муємо спри­ят­ливі умо­ви для зберіган­ня зер­на за тем­пе­ра­ту­ри, ниж­чої за 19°С. За тем­пе­ра­ту­ри ниж­че 10...12°С мо­же­мо до­пу­с­ти­ти навіть зберіган­ня зер­но­вої ма­си за підви­ще­ної до 18% во­ло­гості. 

Практичне використання

У період піко­вих на­ван­та­жень на су­шиль­не об­лад­нан­ня впро­довж се­зо­ну ви­ко­ри­с­тан­ня тех­но­логії охо­ло­д­жен­ня зер­на спеціаль­ни­ми ус­та­нов­ка­ми мо­же за­без­пе­чи­ти три­ва­ле зберіган­ня зер­но­про­дукції з во­логістю, ви­щою за ба­зис­ну: на при­кладі пше­ниці — 18–19%. Для зер­на, що при­зна­че­не для ви­ко­ри­с­тан­ня на корм, мак­си­маль­ний вміст во­ло­ги під час за­ван­та­жен­ня зер­но­зберігаль­но­го си­ло­са із ви­ко­ри­с­тан­ням охо­ло­д­жу­ва­ча мо­же ста­но­ви­ти до 22%.

Під час охо­ло­д­жен­ня зер­на су­хим про­хо­лод­ним повітрям відбу­вається теп­ло­во­ло­го­обмін, що вик­ли­кає до­дат­ко­вий ефект про­су­шу­ван­ня, і над­лиш­ко­ва во­ло­га ви­хо­дить на­зовні із си­ло­су. Це дає змо­гу от­ри­ма­ти на при­кладі зер­на пше­ниці, ку­ку­руд­зи, ріпа­ку, со­няш­ни­ку, сої після зберіган­ня змен­ше­ний вміст во­ло­ги на 0,5–1,5% до по­чат­ко­во­го зна­чен­ня та га­ран­тує еко­номію енер­го­ви­т­рат під час до­су­шу­ван­ня після се­зо­ну прий­ман­ня. За змен­ше­но­го градієнта во­ло­гості зер­на ско­ро­чується час йо­го пе­ре­бу­ван­ня у су­шарці, збільшується про­дук­тивність про­це­су, змен­шу­ють­ся енер­го­ви­т­ра­ти.

Для ри­су та­кож є по­зи­тив­на прак­ти­ка ви­ко­ри­с­тан­ня тех­но­логії охо­ло­­джен­ня, до то­го ж у та­ко­му разі за­без­пе­чується йо­го якість та га­ран­тується білий колір зер­нин.

За дов­го­т­ри­ва­ло­го зберіган­ня зер­на у си­лосі мо­жуть ви­ни­ка­ти ло­кальні зо­ни підви­ще­ної тем­пе­ра­ту­ри, що ут­во­ри­лись че­рез нерівномірне сушіння зер­на або на­явність сміттєвої домішки. За підви­щен­ня тем­пе­ра­ту­ри по­над 35°С ви­ни­кає по­тре­ба про­во­ди­ти пе­ре­ван­та­жен­ня зер­но­вої ма­си в інший си­лос, що зу­мов­лює до­дат­кові енер­го­ви­т­ра­ти та за­тра­ти ча­су. Це мо­же спри­чи­ни­ти та­кож до­дат­ко­вий відсо­ток втра­ти зер­на че­рез йо­го трав­му­ван­ня, зу­мов­лює по­тре­бу на­яв­ності вільно­го об’єму для зберіган­ня, до­дат­ко­вої транс­порт­ної лінії для ви­ко­нан­ня па­ра­лель­но­го про­це­су пе­ре­ван­та­жен­ня та за­ван­та­жен­ня. Та­ку си­ту­ацію мож­на зніве­лю­ва­ти за­вдя­ки за­сто­су­ван­ню тех­но­логії охо­ло­д­жен­ня ус­та­нов­ка­ми, що за­без­пе­чу­ють су­хе охо­ло­д­же­не повітря зер­но­с­хо­ви­ща не­за­леж­но від умов на­вко­лиш­нь­о­го се­ре­до­ви­ща. 

 Про­ве­ден­ня тра­диційної ае­рації зер­на непідго­тов­ле­ним зовнішнім повітрям має декілька го­ло­вних об­ме­жень та ви­мог, яких слід су­во­ро до­три­му­ва­тись. Між вмістом во­ло­ги у зерні і віднос­ною во­логістю ат­мо­сфер­но­го повітря, що нагнітається, вста­нов­люється рівно­важ­ний стан. То­му за по­трап­лян­ня у си­лос із су­хим зер­ном во­ло­го­го повітря відбу­вається не­ве­ли­ке зво­ло­жен­ня зер­но­вої ма­си, що спри­чи­нює низ­ку не­га­тив­них явищ під час три­ва­ло­го зберіган­ня. 

Під час уп­равління про­це­сом ае­рації зер­но­вих куль­тур потрібно про­во­ди­ти си­с­те­ма­тич­не вимірю­ван­ня віднос­ної во­ло­гості на­вко­лиш­нь­о­го повітря та на ос­нові графіка за­леж­ності во­ло­гості зер­на від рівно­важ­но­го вмісту во­ло­ги у повітрі кон­тро­лю­ва­ти стан збіжжя та якість йо­го зберіган­ня, уни­ка­ю­чи по­трап­лян­ня теп­ло­го зовнішньо­го повітря із си­с­те­ми ае­рації в охо­ло­д­же­не зер­но.

Та­кож слід бра­ти до ува­ги яви­ще кон­ден­сації во­ло­ги на внутрішніх по­верх­нях стінок ме­та­ле­во­го си­ло­са у верхній ча­с­тині. Та­кий кон­ден­сат — це во­ло­га, що містить­ся у теп­ло­му повітрі, яке вий­ш­ло із зер­но­вої ма­си. За зберіган­ня повністю охо­ло­д­же­но­го зер­на та­ке яви­ще спо­с­теріга­ють тільки на зовнішніх стінках си­ло­са, що за­побігає за­мо­кан­ню і псу­ван­ню верх­нь­о­го ша­ру зер­на, по­яві плісня­ви та грибів все­ре­дині схо­ви­ща.

Об­лад­нан­ня для охо­ло­д­жен­ня зер­на

Кон­троль за тем­пе­ра­ту­рою у зер­но­с­хо­вищі є при­род­ним спо­со­бом збе­ре­жен­ня зер­на та оп­тимізації йо­го якості. У нашій справді еко­логічно чистій си­с­темі охо­ло­д­жен­ня ви­ко­ри­с­то­вується на 80% мен­ше хо­ло­до­а­ген­ту порівня­но з тра­диційни­ми си­с­те­ма­ми охо­ло­д­жен­ня.

Се­ред ба­га­ть­ох пе­ре­ваг методу є:

— усу­нен­ня по­тре­би у за­сто­су­ванні хімікатів для бо­роть­би з ко­ма­ха­ми та про­ве­ден­ня фумігації;

— ефект сушіння у про­цесі охо­ло­д­жу­ван­ня зер­на із вмістом во­ло­ги 15% або більше; на кожні 10°С зни­жен­ня тем­пе­ра­ту­ри ефект сушіння ста­но­вить 0,5–1,0%;

— без­печні умо­ви зберіган­ня;

— низькі ек­сплу­а­таційні ви­т­ра­ти;

— змен­шен­ня втрат внаслідок «ди­хан­ня» зер­на;

— дов­го­т­ри­ва­ле зберіган­ня збіжжя підви­ще­ної во­ло­гості без ри­зи­ку зни­жен­ня йо­го якості.

На 80% мен­ше хо­ло­до­а­ген­ту

Оскільки зер­но є гігро­скопічним, слід кон­тро­лю­ва­ти віднос­ну во­логість охо­ло­д­же­но­го по­вітря, яке по­дається до зер­но­вої ма­си. Після охо­ло­д­жу­валь­но­го змійо­ви­ка по­віт­­ря про­хо­дить че­рез змійо­вик по­втор­но­го нагріван­ня — для за­без­пе­чен­ня ба­лан­су віднос­ної во­ло­гості охо­ло­д­же­но­го повітря та во­ло­гості зер­на, що охо­ло­д­жується. Для по­втор­но­го нагріван­ня повітря не потрібні до­дат­кові ви­т­ра­ти енергії, ад­же для цьо­го про­це­су ви­ко­ри­с­то­вується ли­ше зай­ве теп­ло від си­с­те­ми охо­ло­д­жен­ня.
Увесь про­цес охо­ло­д­жен­ня повністю ав­то­ма­ти­зо­ва­ний і кон­тро­люється за до­по­мо­гою си­с­те­ми ПЛК, за­про­г­ра­мо­ва­ної на об­роб­ку 11 різних видів зер­на, а та­кож на руч­не ке­ру­ван­ня.

Охо­ло­д­жен­ня у зер­но­с­хо­вищі

Установка для охолодження зерна в діїОхо­ло­д­же­не повітря роз­поді­ляється все­ре­дині си­ло­са/зер­но­с­кла­ду че­рез си­с­те­му повітро­про­водів у нижній ча­с­тині зер­но­с­хо­ви­ща. Під час про­хо­д­жен­ня охо­ло­д­же­но­го/кон­диційо­ва­но­го повітря вго­ру че­рез зер­но­ву ма­су тем­пе­ра­ту­ра зер­на зни­жується до за­да­но­го зна­чен­ня. Зер­но є відмінним ізо­ля­то­ром, то­му після охо­ло­д­жен­ня до низь­кої тем­пе­ра­ту­ри во­но за­ли­ша­ти­меть­ся охо­ло­д­же­ним про­тя­гом знач­но­го періоду ча­су.

Ге­о­ме­т­ричні розміри і кон­ст­рукція

Ус­та­нов­ка з охо­ло­д­жен­ня зер­на упер­ше от­ри­ма­ла прак­тич­не за­сто­су­ван­ня в Ук­раїні на од­но­му із зер­но­вих підприємств на Чер­ка­щині.

Так, під час ро­бо­ти із зер­ном ку­ку­руд­зи бу­ло ви­ко­ри­с­та­но тех­но­логічний ме­тод дов­го­т­ри­ва­ло­го зберіган­ня зер­на у си­лосі із пла­с­ким бе­тон­ним дном за­галь­ною ємністю 5000 т і діаме­т­ром 21,39 м. Зер­но за­галь­ною ва­гою 2300 т за­ван­та­жу­ва­ли із підви­ще­ною се­ред­нь­ою во­логістю — 18%, охо­ло­д­жу­ва­ли до тем­пе­ра­ту­ри 12°С та зберіга­ли впро­довж 45 діб. Се­ред­ня во­логість зер­на ку­ку­руд­зи після ви­ван­та­жен­ня ста­но­ви­ла 16%. 

Тем­пе­ра­ту­ра зер­на у си­лосі, відповідно до по­каз­ників тер­мо­метрії, бу­ла ста­лою і ста­но­ви­ла 11...12°С. Якісні по­каз­ни­ки зер­но­вої ма­си, відповідно до аналізу ла­бо­ра­торії підприємства, бу­ли в ме­жах нор­ми.

Вра­хо­ву­ю­чи всі фак­то­ри, що впли­ва­ють на якість зер­на під час йо­го зберіган­ня, мож­на ствер­д­жу­ва­ти про без­за­пе­речні пе­ре­ва­ги за­сто­су­ван­ня тех­но­логії охо­ло­д­жен­ня зер­но­вої ма­си у си­лосі до виз­на­че­но­го рівня тем­пе­ра­тур із ви­ко­ри­с­тан­ням су­час­них охо­ло­д­жу­вачів для за­без­пе­чен­ня дбай­ли­во­го та еко­номічно­го зберіган­ня різних зер­но­вих куль­тур.

В. Фіцик, го­ло­вний інже­нер,
ТОВ «ТОР­НУМ» 

 

Інформація для цитування
«Кріосауна» для зерна, або Про корисний холод/В. Фіцик// Сучасні техніка та технології зберігання зерна. Спецвипуск журналу Пропозиція/ — 2015. — № 5. — С. 24-27

Інтерв'ю
Керівник агрохімічної лабораторії з дослідження ґрунтів університету Міссурі-Дельта-Центр Девід Данн
Майбутня урожайність приблизно на 60% залежить саме від родючості ґрунту. Визначити, яких елементів бракує, а яких забагато, допоможе аналіз ґрунту. США як один із світових лідерів у вирощуванні зернових та бобових накопичили великий... Подробнее
Petro Melnyk2
Компанія Agricom Group спеціалізується на рослинництві. Обробляє землю на Чернігівщині та Луганщині, вирощує олійний льон, соняшник, кукурудзу, овес та гречку. Але більш відома як виробник товарів із

1
0