Оптимізовані технології збирання й обробки зерна кукурудзи
Наблизились роботи зі збирання та обробки зерна кукурудзи, від яких значним чином залежатимуть обсяги збереження врожаю, його якість і собівартість виробництва. Тому технології виконання цих робіт мають бути оптимізованими - їх слід проводити з урахуванням стану і призначення зерна, забезпечуючи ефективне використання матеріально-технічної бази і енергоресурсів.
Наблизились роботи зі збирання та обробки зерна кукурудзи, від яких значним чином залежатимуть обсяги збереження врожаю, його якість і собівартість виробництва. Тому технології виконання цих робіт мають бути оптимізованими - їх слід проводити з урахуванням стану і призначення зерна, забезпечуючи ефективне використання матеріально-технічної бази і енергоресурсів.
М. Кирпа,
д-р с.-г. наук, завлаб післязбиральної обробки і зберігання зерна,
Інститут сільського господарства степової зони НААН України, Дніпропетровськ
Одним із основних показників, які характеризують стан зерна, є його збиральна вологість. Унаслідок особливих погодно-кліматичних умов цього року (прохолодний і сухий травень змінився дощовим червнем) вегетація кукурудзи затримувалась. Лише в останній період установилась спекотна та суха погода, проте вологість зерна кукурудзи все ж залишається вищою, ніж 2010 року (табл. 1). Перевищення вологості зерна гібридів ранньостиглої і середньоранньої груп стиглості перебуває в межах 1,5-3%, середньостиглої - до 4 відсотків.
Слід підкреслити, що лише з урахуванням вологості зерна слід розпочинати збирання кукурудзи. Ніякі інші ознаки, такі як усихання листостеблової маси чи пожовтіння обгортки качана не можуть слугувати об'єктивною оцінкою дозрівання кукурудзи, її придатності до збирання. Враховується також призначення врожаю: на продовольчо-технічні цілі, кормові потреби чи отримання насіння.
Строки та способи збирання
Основний спосіб збирання кукурудзи продовольчо-технічної і кормової груп - прямий: за допомогою польового комбайнового обмолочування. Вологість зерна за такого збирання не має перевищувати 30-32%, в іншому разі зерно значно ушкоджується, стає нестійким під час зберігання. Збирання з нижчою вологістю скорочує обсяги сушіння та витрату палива (рідкого) приблизно на 7-8,5 кг на кожній плановій тонні (зниження вологості - на 6%). Проте і велика затримка із збиранням є ризикованою, оскільки уповільнюється вологовіддача зерна, можливе навіть його зволоження внаслідок випадання опадів. Збирання товарної кукурудзи з настанням заморозків також не бажане, оскільки це погіршує якість і стійкість зерна під час зберігання.
Останнім часом із метою максимального підсушування зерна і зниження енерговитрат практикують надто пізнє або навіть зимове збирання кукурудзи. Встановлено, що за тривалої дії мінусових температур зерно проморожується, набуває вигляду сухого і легко вимолочується з качанів. Проте за підвищення температури кристалики льоду тануть, зерно зволожується, швидко уражується хворобами, зігрівається, тобто потребує негайного сушіння. Крім того, проморожена зернівка різко знижує міцність, травмується і подрібнюється в процесі обробки. Тому надто пізнє збирання кукурудзи може бути рекомендоване лише у крайньому разі - для отримання кормового зерна.
За вирощування гібридів різних груп стиглості розпочинати збирання слід із ранньостиглих або середньоранніх, з тим щоб у більш пізніх було більше часу на природне висихання зерна.
У процесі дозрівання зерно кукурудзи підсихає з різною швидкістю, яка поступово знижується. Тому під час визначення строків збирання враховують ще й середньодобову вологовіддачу, яка, за даними Інституту, становить 0,8-1,2; 0,5-0,7 і 0,3-0,4% за вологості зерна, відповідно, 35-40; 30-35 і 25-30%. Інтенсивна вологовіддача зерна кукурудзи практично припиняється за зниження середньодобової температури повітря до 5...6°С та підвищення його відносної вологості до 80-90%. Тому коли такі умови настають, переносити строки збирання кукурудзи на пізніші вже недоцільно, оскільки вологість зерна суттєво не знижується і не досягатиме норми.
Затримка зі збиранням, особливо в умовах прохолодної погоди, не корисна і для сушіння. За зниження середньодобової температури повітря витрати палива на сушіння пропорційно зростають.
Обробка та сушіння
продовольчо-кормового
і технічного зерна
Більшу частину такого зерна слід доводити до сухого стану за допомогою сушіння в зерносушарках. Сухе зерно потрібне для харчо-концентратної, круп'яної, крохмалепатокової, комбікормової промисловості та експортного постачання: його можна довго зберігати без погіршення якості.
Для сушіння використовують різні сушарки: шахтні, колонкові, бункерні, - головне, щоб вони забезпечували технологію сушіння з урахуваннями особливостей кукурудзи, вимог щодо якості і енергоспоживання.
Дуже важливо, щоб за обраної технології витримувались диференційовані режими обробки залежно від призначення, вологості і термостійкості зерна. Термостійкість зерна кукурудзи порівняно низька, внаслідок чого за швидкого сушіння воно схильне до розтріскування.
Тому, по-перше, обмежують максимально допустиму вологість: вона не має перевищувати 32%. За вищої збиральної вологості значно зростають кількість битого зерна після комбайнового обмолочування та вміст ушкодженого зерна після сушіння - таку зернову масу важко довести до стану якісної продукції.
По-друге, у зв'язку з низькою термостійкістю, диференціюють режим сушіння і знижують гранично дозволену температуру нагрівання зерна. Температура для харчової кукурудзи - 30...35°С, виробництва крохмалю - 45°С, комбікормів - 50°С, крім того, зменшується також швидкість вологовіддачі зернівкою, якщо сушать продовольче зерно. Лише за таких режимів можна одержати зерно з високою харчовою і поживною якістю, цілим ядром і неушкодженим зародком.
По-третє, враховують ще й тип сушарки, який також впливає на режим сушіння зерна кукурудзи. У шахтних прямоточних сушарках зерно сушать залежно від початкової вологості, знижуючи її не більш як на 5% під час кожного пропускання крізь сушарку. Температурний режим установлюють залежно від призначення і вологості зерна (табл. 2).
У шахтних рециркуляційних сушарках зерно висушують за один пропуск незалежно від початкової вологості, температурний режим - відповідний для таких сушарок (табл. 3).
Практичний досвід, накопичений на кращих підприємствах, показує, що для сушіння зерна кукурудзи з високою вологістю найефективніше використовувати дві спарені сушарки: перша працює у режимі сушіння, друга - в режимі досушування-охолодження. За такого сушіння вдається зберегти якість зерна, досягти високої продуктивності сушарок, знизити енерговитрати.
Важливо також правильно розраховувати тривалість сушіння і фактичну продуктивність зерносушарок. Для цього планову (проектну) продуктивність зерносушарок перемножують на такі коефіцієнти: 0,32 - в разі сушіння харчової кукурудзи, 0,54 - для крохмале-патокової промисловості, 0,65 - комбікормової. Завдяки цим розрахункам, можна точно визначити тривалість сушіння, організувати збирання й обробку кукурудзи в потоці, не допустити накопичення вологого зерна на майданчиках.
Не допускається зберігання вологого необробленого зерна насипом, у крайньому разі за таким зерном слід встановити контроль, регулярно визначати його температуру і запах, запобігаючи самозігріванню.
Технологія сушіння також має бути оптимізовано-енергоекономічною. З метою енергозбереження слід, насамперед, знижувати витрати палива, оскільки його частка в загальному енергоспоживанні становить 80-90%. Для зменшення витрат палива потрібно застосовувати різні техніко-технологічні прийоми (почергове нагрівання й охолодження зерна, повторне використання теплоносія, досушування у режимі вентилювання тощо), які знижують енерговитрати на 15-30%. Скорочує витрати також формування рівнозначних за вологістю партій зерна, його очищення від домішок перед сушінням.
З метою скорочення енерговитрат слід також вирощувати такі гібриди кукурудзи, які характеризуються швидкою вологовіддачею зерна як під час дозрівання, так і за його термічного сушіння. До таких гібридів належать гібриди Інституту: Дніпровський 181 СВ, Оржиця 237 МВ, Батурин 287 МВ, Розівський 311 СВ, Чумак, Немирів та інші.
Сушать кукурудзу до отримання різної вологості зерна залежно від подальшої мети використання: переробка чи зберігання. Для комбікормового виробництва вологість має бути 15-16%, круп'яного і харчо-концентратного - 14-15%, у разі зберігання зерна до одного року - 13-14%, понад рік - 12-13 відсотків.
Після сушіння в зерносушарках зерно має високу температуру, тому його обов'язково охолоджують і лише після цього засипають у сховище. Допустима температура зерна для засипання на зберігання не має перевищувати температуру навколишнього середовища більш ніж на 8...10°С.
Перед зберіганням рекомендується також провести очищення зерна від різних домішок і пилу. Це значно підвищує стійкість зерна в процесі зберігання, знижує ураження його шкідниками і хворобами. Під час очищення слід витримувати оптимальні режими роботи зерносепараторів (табл. 4).
Під час обробки сухого зерна кукурудзи слід дотримувати прийомів, які запобігають його ушкодженню. Потрібно зводити до мінімуму кількість переміщень зерна (його пропускання через відповідні машини, особливо високопродуктивні норії, шнекові механізми). Бажано не використовувати для зберігання кукурудзи висотні сховища, оскільки за їхнього завантаження відбувається значне подрібнення зерна.
Вентилювання зерна і качанів
У разі збирання фермерськими господарствами невеликих обсягів зерна чи качанів кукурудзи можна застосовувати енергоощадну технологію їхнього сушіння за допомогою вентилювання. Таке сушіння проводять у різних приміщеннях, зерноскладах, сховищах, бункерах або на відкритих майданчиках, які обладнують системами активної вентиляції. Вентилюють кукурудзу теплим атмосферним або ж підігрітим повітрям (для підігрівання використовують різні теплогенератори, електрокалорифери тощо).
Ця технологія суттєво знижує витрату палива на сушіння, але її треба правильно застосовувати і дотримувати основних вимог, а саме: оптимальна висоту насипу, достатні обсяг повітря і тривалість вентилювання залежно від початкової вологості зерна або качанів. Допустима вологість, за якої потрібно розпочинати вентилювання, становить для зерна - 18-20%, для качанів - 22-24%. Тому для цієї технології більшою мірою придатні гібриди ранньостиглої та середньоранньої груп. Окрім енергозбереження, технологія забезпечує також високу якість зерна як харчового, так і кормового призначення.
Технологія не потребує великих капітальних витрат. Навіть за відсутності вентильованого зерносховища чи складу можна збудувати майданчик для вентиляції качанів або зерна. Під час будівництва майданчика беруть до уваги, що 1 м2 його площі має вміщувати до 350-400 кг зерна або ж 480-530 кг качанів. Загальна площа має забезпечувати таку норму обсягу повітря: для зерна - в межах 40-120 м3/год, для качанів - 30-50 м3/год із розрахунку на одну тонну залежно від вологості кукурудзи.
Після підсушування качани обмолочують на кукурудзомолотарках чи зерновими комбайнами, зерно очищують і доводять до якості, потрібної для бажаної продукції.
Зберігання качанів також є енергоощадною технологією за збирання качанів ранньостиглих гібридів: зібрані качани обробляють і закладають у сховища за постійним місцем зберігання. Сховища обладнують засобами пасивної чи активної вентиляції: качани спочатку підсихають, а потім, у разі настання низьких температур, - охолоджуються, і їх можна поступово використовувати на корм худобі чи для переробки.
Сховища, де зберігають качани, повинні мати високий ступінь аерації та захисту, раніше їх будували у вигляді кошів чи сапеток. Сховища з пасивною вентиляцією мають бути завширшки не більш як 2-2,5 м, вони придатні для кукурудзи з вологістю зерна не вище 20-22%. Сховища з активною (примусовою) вентиляцією - завширшки до 3-4 м, вологість зерна на початку зберігання - до 24-26%. Для забезпечення вентиляції у сховищі встановлюють вентиляційний канал, який підключають до вентиляційних агрегатів.
За даними Інституту, за такої технології одержують високоякісне кормове зерно, в ньому міститься значна кількість легкорозчинних фракцій білків і поживних речовин, в 1,7 раза підвищується частка доступного азоту порівняно із швидким, форсованим, сушінням у зерносушарках.
Консервування вологої
кормової кукурудзи
За цією технологією кукурудзу обробляють і зберігають у вологому стані у вигляді подрібненого зерна чи зернострижньової суміші. Технологія має низку суттєвих переваг, порівняно з іншими способами переробки кормової кукурудзи, а саме: її збирання розпочинається раніше на два-три тижні та протікає оперативно і швидко, виключається будь-яке сушіння та скорочується споживання палива. Технологія не потребує великих капітальних витрат, її виконують на простому обладнанні. Завдяки застосуванню цієї технології, одержують дешевий енергетичний корм із високими споживчими властивостями, наприклад, в 1 кг консервованого зерна міститься 1,10-1,20 к. о., а в 1 кг зернострижньової суміші - 0,70-0,80 кормоодиниць.
Кукурудзу консервують різними способами, в тому числі - і з використанням хімічних консервантів та всіляких добавок. Спеціалісти Інституту розробили і запропонували до застосування технологію без використання будь-яких добавок чи хімічних речовин, націлену на одержання безпечної, екологічно чистої, продукції. Вона заснована на природних фізіолого-біохімічних процесах, які протікають у масі вологої кукурудзи, накопиченні в ній натуральних консервантів: діоксиду вуглецю, органічних кислот, етилового спирту.
Технологія складається з таких основних операцій: збирання, подрібнення, ущільнення, накриття і герметизація насипу. Консервують тільки свіжозібрану кукурудзу за оптимальної вологості качанів - 35-45%, зерна - 22-35%. Особливе значення мають також строки консервування, ступінь подрібнення й ущільнення, від яких залежить якість і тривалість збереження корму. Згідно з вимогами технології, час заповнення сховища становить до шести-восьми діб, розмір подрібнених часток - не більше 2-4 мм, щільність укладання корму - 0,8-1,0 т на кубічний метр.
Для консервування і зберігання кукурудзи використовують різні сховища: траншеї, башти, бункери. Найпростіший і досить доступний тип сховища - траншея наземного чи напівзаглибленого типу, викладена із залізобетонних плит. Оптимальна місткість траншеї - у межах 400-1200 т залежно від обсягу консервування. Траншею перед заповненням слід відповідно підготувати: її очищають, ремонтують, дезінфікують розчином вапна. Стіни траншеї бажано гідроізолювати полімерною плівкою - це значно зменшить втрати сухої речовини в зерні.
Надзвичайно важливе значення у технології консервування вологої кукурудзи має правильний підбір дробарки для подрібнення зерна чи качанів. Дробарка має бути такої потужності, яка забезпечує технологічні вимоги щодо часу заповнення сховища.
Науково-практичний досвід, накопичений у господарствах Дніпропетровщини, показує, що качани краще консервувати і згодовувати великій рогатій худобі, а зерно - свинопоголів'ю. Такий корм готували в низці господарств Дніпропетровського, Новомосковського, Солонянського, Криничанського районів, його використовували як монокорм або як основну частину раціонів. В 1 кг консервованого вологого зерна містилося 1,10-1,20 к. о. та 60-70 г перетравного протеїну, а в 1 кг подрібнених качанів, відповідно, - 0,7-0,8 к. о. і 40 г протеїну. Господарства, крім того, що забезпечували себе поживним кормом, скорочували також витрати на сушіння вологої кукурудзи, економія дизельного палива за рахунок консервування становила 28-35 кг на кожній тонні зерна.
Зберігання сухого зерна
Зберігання зерна може бути як короткочасним (на стадіях переробки), так і тривалим. Залежно від цього, зерно має надходити в стані відповідної вологості, а саме: 15-16% - для переробки на комбікорми, 14-15% - для вироблення продовольчих і технічних продуктів, 13-14% - для зберігання, 12-13% - для тривалого зберігання (понад один рік).
Зерно продовольчо-кормове і технічне зберігають насипом у зерноскладах, силосах елеваторів, бункерних сховищах. Висота насипу сухого зерна обмежується технічними можливостями сховищ, вона має забезпечувати їхнє нормальне обслуговування і контроль за якістю продукції. Під час зберігання контролюють температуру, вологість, ураженість шкідниками і хворобами, колір, запах, чистоту зерна. У партіях харчового і крохмале-патокового призначення визначають також схожість і життєздатність зерна. Для кращого зберігання зерно охолоджують до температури 5°С і нижче за допомогою активного вентилювання в осінньо-зимовий період.
Останнім часом рекомендують сухе зерно зберігати в полімерних зернових рукавах. Таке зберігання здійснюють за відсутності стаціонарних зерносховищ або ж за їхнього заповнення.
За використання полімерних зернових рукавів потрібно дотримувати визначених для цих сховищ техніко-технологічних вимог. Розміщують рукави на майданчику з асфальтовим покриттям. Майданчик потрібно розташовувати на підвищеній місцевості з ухилом 3-5 градусів для стоку дощових і талих вод. Майданчик має бути огородженим, чистим, перебувати під регулярним наглядом.
Рукави завантажують зерном за допомогою спеціального обладнання. При цьому виключно важливе значення має вологість зерна та її рівномірність у зерновій масі. Для кукурудзи вологість не має перевищувати 13%, а в масі не повинно бути осередків із більшою вологістю.
Під час заповнювання рукава не дозволено перевищувати норми розтягування (розміри індокативної лінії), встановлені його виробником. Заповнений рукав герметично закривають. В умовах герметизації зернова маса поступово переходить на анаеробне дихання і добре зберігається. Протягом усього періоду зберігання зерна ведуть систематичний контроль за показниками його якості і станом зернової маси.
За зберігання зерна в полімерних рукавах усе ж потрібно враховувати їхнє відкрите розташування: за таких умов зернова маса та полімерна плівка зазнають прямого впливу різних факторів (нагрівання, охолодження, проморожування, ультрафіолетове опромінювання), що нерідко призводить до небажаних наслідків. Як показали наші досліди, внаслідок температурних коливань у насипу зерна спостерігається зволоження, особливо в зовнішніх шарах, під плівкою з'являється конденсат. Під дією гідротемпературних коливань та ультрафіолету у плівці також з'являються мікротріщини, через які до зерна надходить пароподібна волога. Тож з огляду на це полімерні зернові рукави слід розміщувати під навісами, особливо за складування кукурудзи, яка характеризується значною різноякісністю зерна, низькою стійкістю під час зберігання.
Контроль якості в технологіях
У процесі збирання, обробки та зберігання кукурудзи слід зважати на те, що зерно має певну якість, а відтак - і різні напрями його використання. Відповідно до чинного стандарту, зерно поділяють на три класи за показниками типового складу, вологості, домішки зернової і смітної, крупності і схожості, ступеня зараженості шкідниками (табл. 5).