Спецможливості
Технології

Підго­тов­ка зер­на до зберіган­ня

03.07.2017
8624
Підго­тов­ка зер­на до зберіган­ня фото, ілюстрація
Найпотужніша зерносушарка Tornum, що встановлена на елеваторі ТОВ «Агросіті-Інвест»

Перед початком проведення збиральних робіт зернових культур варто завчасно потурбуватися про якісне збереження збіжжя. Звісно, гарячої жнивної пори вся увага приділяється організації збиральних робіт, проте не слід забувати й про належну організацію тимчасового зберігання зерна на токах і відкритих майданчиках. 

 

 

 

Яс­на річ, най­кра­ще тим­ча­со­ве схо­ви­ще для зер­на — це криті то­ки, про­те зберіган­ня йо­го про­сто не­ба, в бур­тах, та­кож є до­сить по­ши­ре­ним в Ук­раїні. 

Під час зберіган­ня зер­но­вих мас на­си­пом у бур­тах їм на­да­ють фор­му ко­ну­са, піраміди, приз­ми або іншої ге­о­ме­т­рич­ної фігу­ри, що дає змо­гу лег­ше на­кри­ва­ти й за­без­пе­чи­ти кра­ще стікан­ня ат­мо­сфер­них опадів із на­кри­тої по­верхні. Але за та­ко­го зберіган­ня важ­ко ве­с­ти спо­с­те­ре­жен­ня за йо­го ста­ном, особ­ли­во все­ре­дині на­си­пу, то­му не завжди мож­на своєчас­но ви­я­ви­ти са­мозігріван­ня зер­на та йо­го по­шко­д­жен­ня шкідни­ка­ми.

За ви­ко­ри­с­тан­ня при­му­со­во­го до­щу­ван­ня збіжжя у відкри­тих бур­тах ви­яв­ле­но: як­що пше­ни­цю за­си­па­ти під ку­том при­род­но­го на­хи­лу, то гли­би­на про­ник­нен­ня в ньо­го во­ло­ги після зли­ви ся­гає 11–13 см.

Ви­ко­ри­с­тан­ня полімер­них ма­теріалів де­що спро­с­ти­ло ор­ганізацію ук­рит­тя й за­хист буртів від впли­ву на­вко­лиш­нь­о­го се­ре­до­ви­ща. На­при­клад, за кор­до­ном під ос­но­ву бур­та підсти­ла­ють плівки й на­тя­гу­ють їх на лег­кий кар­кас з алюмінію, який ук­ла­дають по­верх на­си­пу. Ве­ли­ке зна­чен­ня має підго­тов­ка зер­но­вої ма­си до ук­ла­дан­ня в бурт: не­за­леж­но від во­ло­гості во­на має бу­ти охо­ло­д­же­на до 8°С й ниж­че. Це дає змо­гу за­побігти ак­тив­но­му роз­вит­ку в масі зер­на кліщів і ко­мах, а та­кож змен­ши­ти мож­ливість йо­го са­мозігріван­ня.

Ура­ху­ван­ня цих чин­ників і взаємодії між зер­но­вою ма­сою та на­вко­лишнім се­ре­до­ви­щем за­без­пе­чує найтех­но­логічнішу й еко­номічну ефек­тивність під час зберіган­ня збіжжя.

За­га­лом на стан і якість збе­ре­жен­ня зер­на впли­ва­ють такі факторів: во­логість, тем­пе­ра­ту­ра зер­но­вої ма­си й на­вко­лиш­нь­о­го се­ре­до­ви­ща, до­ступ повітря (ступінь ае­рації). Ці та де­які інші чин­ни­ки по­кла­дені в ос­но­ву раціональ­них ре­жимів зберіган­ня (табл. 1).
 
Сьо­годні відо­мо три ре­жи­ми зберіган­ня зер­но­вих мас:

— у су­хо­му стані, тоб­то з до­кри­тич­ною во­логістю;

— в охо­ло­д­же­но­му стані (тем­пе­ра­ту­ра зер­на зни­же­на до меж, за яких знач­но галь­му­ють­ся життєві функції ком­по­нентів зер­но­вої ма­си);

— без до­сту­пу повітря (в гер­ме­тич­но­му стані).

Крім цьо­го, обов’яз­ко­во ви­ко­ри­с­то­ву­ють до­поміжні прийо­ми, спря­мо­вані на підви­щен­ня стійкості зер­но­вих мас у період зберіган­ня. До та­ких на­ле­жать: очи­щен­ня зер­на від домішок пе­ред йо­го за­кла­дан­ням на зберіган­ня, ак­тив­не вен­ти­лю­ван­ня, хімічне кон­сер­ву­ван­ня, бо­роть­ба зі шкідни­ка­ми та ін.

Кращі ре­зуль­та­ти от­ри­му­ють за ком­плекс­но­го за­сто­су­ван­ня ре­жимів, на­при­клад, зберіган­ня су­хої зер­но­вої ма­си за низь­ких тем­пе­ра­тур із ви­ко­ри­с­тан­ням для охо­ло­д­жен­ня зовнішньо­го хо­лод­но­го су­хо­го повітря під час при­род­них пе­ре­падів тем­пе­ра­тур.

Ре­жим зберіган­ня зер­на в су­хо­му стані — ос­нов­ний для підтри­ман­ня ви­со­кої життєздат­ності насіння в партіях посівно­го ма­теріалу всіх куль­тур і якості зер­на про­до­воль­чо­го при­зна­чен­ня про­тя­гом усь­о­го терміну зберіган­ня. Зне­вод­нен­ня будь-якої партії зер­на й насіння до во­ло­гості ниж­че кри­тич­ної при­во­дить усі живі ком­по­нен­ти, за ви­нят­ком ко­мах-шкідників, в анабіотич­ний стан. Такі умо­ви за­побіга­ють підви­ще­но­му га­зо­обміну в зерні та насінні, а та­кож роз­вит­ку мікро­ор­ганізмів і кліщів. Цей ре­жим най­прий­нятніший для дов­го­ст­ро­ко­во­го зберіган­ня зер­на. Си­с­те­ма­тич­не спо­с­те­ре­жен­ня за ста­ном та­ких партій, їхнє своєчас­не охо­ло­д­жен­ня й до­стат­ня ізо­ляція від зовнішніх впливів (різких ко­ли­вань тем­пе­ра­ту­ри зов­ніш­ньо­го повітря та йо­го підви­ще­ної во­ло­гості) дасть змо­гу зберіга­ти зер­но з мі­німаль­ни­ми втра­та­ми впро­довж кількох років.

Зер­нові ма­си, що до­б­ре підго­тов­лені до зберіган­ня (очи­щені від домішок, зне­за­ра­жені й охо­ло­д­жені), зберіга­ють у скла­дах без пе­реміщен­ня ма­си — чо­ти­ри-п’ять, а в си­ло­сах еле­ва­торів — два-три ро­ки.

Спо­со­би сушіння зер­на

Для зберіган­ня зер­но­вих мас у су­хо­му стані ви­ко­ри­с­то­ву­ють різні спо­со­би сушіння зер­на й насіння. Усі во­ни ґрун­ту­ють­ся на вра­ху­ванні сорбційних вла­с­ти­во­с­тей зер­но­во­го ма­теріалу. 

Три­валість ви­су­шу­ван­ня та інтен­сивність во­ло­говіддачі (табл. 2) за­ле­жать як від са­мо­го об’єкта сушіння (насіння тієї чи іншої куль­ту­ри, йо­го во­ло­гості то­що), так і від ста­ну й вла­с­ти­во­с­тей влас­не аген­та сушіння, тоб­то се­ре­до­ви­ща, що за­без­пе­чує ви­да­лен­ня во­ло­ги. У зв’яз­ку з цим вла­с­ти­вості зер­на й агентів сушіння за різних умов досліджені до­сить де­таль­но. 

Здатність різних видів зер­на відда­ва­ти во­ло­гу не­од­на­ко­ва — во­на за­ле­жить від розмірів та ана­томічних особ­ли­во­с­тей зернівок. Так, за всіх інших рівних умов зер­но, на­при­клад, греч­ки має більшу во­ло­говідда­чу, ніж пше­ниці, яке, своєю чер­гою, лег­ше віддає во­ло­гу, ніж зер­но ку­ку­руд­зи. Най­ниж­чою во­ло­говідда­чею вирізняється насіння бо­бо­вих. Тоб­то що щільніша й менш по­ри­с­та обо­лон­ка зернівки, то мен­ша її во­ло­говідда­ча. На сорбційні вла­с­ти­вості зер­на чи­нять уп­лив та­кож розміри зернівок: так, у ве­ли­ких ма­сах внутрішній вміст вологи, що при­па­дає на оди­ни­цю по­верхні (че­рез яку вона ви­па­ро­вується), знач­но більший, ніж у дрібних зернівках.

Усі спо­со­би сушіння зер­на, перш за все, вра­хо­ву­ють йо­го сорбційні вла­с­ти­вості. Зер­но як об’єкт сушіння — це жи­вий ор­ганізм із капіляр­но-по­ри­с­тою струк­ту­рою. Пло­дові обо­лон­ки зернівок про­ни­зані капіля­ра­ми, а то­му про­никні для во­дя­ної па­ри. Насіннєві обо­лон­ки й алей­ро­но­вий шар, на­впа­ки, віднос­но ма­ло­про­никні для неї та за не­пра­виль­но­го ре­жи­му сушіння мо­жуть бу­ти при­чи­ною на­бу­хан­ня зер­на, спри­чи­не­но­го за­трим­кою ви­да­лен­ня во­дя­ної па­ри, яка на­ко­пи­чи­лась усе­ре­дині ен­до­с­пер­му. Крім то­го, за­род­ки зернівок містять ду­же чут­ливі до тем­пе­ра­ту­ри во­до­роз­чинні білки — аль­буміни. За тем­пе­ра­ту­ри понад 41…42°С білки за­родків, на­при­клад пше­ниці, де­на­ту­ру­ють, тоб­то насіння втра­чає схожість. Білки клей­ко­ви­ни тер­мостійкіші, од­нак тем­пе­ра­ту­ра нагріван­ня нор­маль­ної, міцної й слаб­кої за пружністю клей­ко­ви­ни силь­ної пше­ниці не має пе­ре­ви­щу­ва­ти відповідно 50, 45 і 55°С.

Сушіння — склад­ний тех­но­логічний теп­ло­ма­со­обмінний про­цес, який має за­без­пе­чи­ти збе­ре­жу­ваність усіх вла­с­ти­во­с­тей ре­чо­вин у зерні, що мож­ли­во за до­три­ман­ня оп­ти­маль­них па­ра­метрів цьо­го про­це­су. Так, під час сушіння постійно зміню­ють­ся тер­мо­ди­намічні та теп­лофізичні вла­с­ти­вості зер­на, зо­к­ре­ма теп­лоємність і теп­ло­провідність. То­му слід су­во­ро до­три­му­ва­тись ре­ко­мен­до­ва­них ре­жимів сушіння насіння кож­ної куль­ту­ри за­леж­но від йо­го во­ло­гості та цільо­во­го при­зна­чен­ня.

За­сто­со­ву­ють три спо­со­би сушіння зер­на: теп­ло­вий (у то­му числі під ва­ку­у­мом); сорбційний (кон­такт­ний); ме­ханічний (відти­с­кан­ня, цен­т­ри­фу­гу­ван­ня). Най­частіше прак­ти­ку­ють пер­ший спосіб сушіння, рідше — дру­гий, а ос­танній — за­сто­со­ву­ють ли­ше у мий­них ма­ши­нах на бо­рош­но­мель­них за­во­дах. Під час теп­ло­во­го сушіння ріди­на пе­ре­тво­рюється на па­ру, на що ви­т­ра­чається теп­ло­ва енергія. За сорбційно­го — во­ло­га із зер­на мо­же ви­да­ля­ти­ся в па­ро­подібно­му й рідко­му стані, до того ж цей про­цес не пов’яза­ний із по­тре­бою ви­ко­ри­с­тан­ня до­дат­ко­во­го дже­ре­ла енергії.

Сушіння зер­на й насіння ґрун­тується на двох прин­ци­пах:

— пер­ший — ви­да­лен­ня во­ло­ги без зміни її аг­ре­гат­но­го ста­ну;

— дру­гий — ви­да­лен­ня во­ло­ги зі зміною її аг­ре­гат­но­го ста­ну.

На пер­шо­му — ґрун­ту­ють­ся ме­ха­ніч­ний та сорбційний спо­со­би сушіння. Ме­ханічний — це ви­да­лен­ня во­ло­ги без за­сто­су­ван­ня нагріван­ня: пре­су­ван­ня (ви­да­лен­ня во­ло­ги сти­с­кан­ням ма­теріалу) й цен­т­ри­фу­гу­ван­ня (ви­да­лен­ня во­ло­ги під дією відцен­т­ро­вої си­ли). Сорбційний спосіб — це ви­да­лен­ня во­ло­ги сор­бен­та­ми або су­хим зер­ном за змішу­ван­ня йо­го з во­ло­гим.

Дру­гий прин­цип пе­ред­ба­чає за­сто­су­ван­ня радіаційно­го, кон­дук­тив­но­го, кон­век­тив­но­го, еле­к­т­рич­но­го й сублімаційно­го спо­собів сушіння. Радіаційний — за­без­пе­чує без­кон­такт­не нагріван­ня зер­на теп­ло­ви­ми про­ме­ня­ми сон­ця (при­род­не сушіння), або інфра­чер­во­ним оп­ромінен­ням. 

Кон­дук­тив­ний — за­без­пе­чує кон­такт­не пе­ре­да­ван­ня зер­ну теп­ла від нагрітої по­верхні, а кон­век­тив­ний — нагріває зер­но шля­хом кон­векції від ру­хо­мо­го га­зо­подібно­го теп­ло­носія.

Зер­но­су­шар­ка мо­же пра­цю­ва­ти з па­ра­лель­ною (про­дук­тивність зро­с­тає вдвічі) і послідо­вною (підви­щується ефек­тивність ви­па­ро­ву­ван­ня во­ло­ги) ро­бо­тою шахт.

За зберіган­ня зерна в складах  підлогового типу важ­ко ве­с­ти спо­с­те­ре­жен­ня за йо­го ста­ном, особ­ли­во все­ре­дині на­си­пу, то­му не завжди мож­на своєчас­но ви­я­ви­ти са­мозігріван­ня зер­номатеріалу та йо­го по­шко­д­жен­ня шкідни­ка­миУсі спо­со­би сушіння зер­на й насіння поділя­ють на дві гру­пи:

— без спеціаль­но­го ви­ко­ри­с­тан­ня теп­ла (без підве­ден­ня теп­ла до ви­су­шу­ва­но­го об’єкта);

— із ви­ко­ри­с­тан­ням теп­ла.

При­кла­дом за­сто­су­ван­ня спо­собів пер­шої гру­пи є ви­су­шу­ван­ня шля­хом кон­так­ту зер­но­вої ма­си із сор­бен­та­ми твер­дої кон­си­с­тенції (су­ха де­ре­ви­на, ак­ти­во­ва­не вугілля, суль­фат натрію то­що) або об­роб­ка зер­но­вої ма­си до­сить су­хим при­род­ним повітрям.

У сільсько­го­с­по­дарсь­ко­му ви­роб­ництві ча­с­то за­сто­со­ву­ють хімічне сушіння суль­фа­том натрію й сушіння при­род­ним повітрям із ви­ко­ри­с­тан­ням для цьо­го ус­та­но­вок ак­тив­но­го вен­ти­лю­ван­ня зер­но­вих мас.

Сушіння суль­фа­том натрію ре­ко­мен­до­ва­не для насіння бо­бо­вих куль­тур. При­род­ний (ви­су­ше­ний озер­но-морсь­кий міне­рал — мірабіліт) або технічний суль­фат натрію має до­б­ру во­до­пог­ли­наль­ну здатність. За во­ло­гості насіння 20–24% за весь період сушіння йо­го пе­ремішу­ють двічі, а за більшої — три-чо­ти­ри ра­зи про­тя­гом до­би в пер­ший період сушіння. Три­валість сушіння (5–10 діб) за­ле­жить від вихідної во­ло­гості насіння, куль­ту­ри, ста­ну зов­ніш­ньо­го повітря та інших чин­ників. Для до­ве­ден­ня во­ло­гості насіння до кон­диційної потрібний по­каз­ник ви­т­ра­ти без­вод­но­го суль­фа­ту натрію ста­но­вить (кг/т): за во­ло­гості насіння 20% — 60, 25% — 120, 30% — 180, 35% — 240. Во­логість хіміка­ту має бу­ти 1–5%.

Змішу­ван­ня насіннєвої ма­си із суль­фа­том натрію про­во­дять на май­дан­чи­ках під навіса­ми, оскільки приєднан­ня во­ди до хіміка­ту в про­цесі сушіння су­про­во­д­жується виділен­ням теп­ла, внаслідок чо­го підви­щується тем­пе­ра­ту­ра суміші. Пе­ремішу­ва­ти не­обхідно ще й то­му, що зво­ло­жені хіміка­ти кри­с­талізу­ють­ся і мо­жуть пе­ре­тво­ри­ти­ся ра­зом із насінням у мо­ноліт.

За­вер­шаль­ний етап ро­бо­ти — відо­крем­лен­ня зво­ло­же­но­го сор­бен­ту від насіння. Для цьо­го за­сто­со­ву­ють пнев­ма­тич­ну зер­но­очи­щу­валь­ну ко­лон­ку із зер­но­на­ван­та­жу­вачів або інші очисні ма­ши­ни. Ви­ко­ри­с­та­ний суль­фат натрію має ви­со­ку во­логість (до 40–45%), по­втор­но йо­го мож­на за­сто­со­ву­ва­ти тільки після повітря­но-со­няч­но­го сушіння. 

Дру­гий спосіб (із підве­ден­ням теп­ла) за­сно­ва­ний на ство­ренні умов, що за­без­пе­чу­ють підви­щен­ня во­ло­гоєм­ності па­ро­повітря­но­го се­ре­до­ви­ща, що ото­чує зер­но. У та­ко­му разі аген­том сушіння (теп­ло­носієм) слу­гує повітря, во­ло­гоємність яко­го знач­но підви­щу­ють шля­хом нагріван­ня. Най­по­ши­ренішим різно­ви­дом цьо­го спо­со­бу є ви­су­шу­ван­ня в зер­но­су­шар­ках і на сонці (повітря­но-со­няч­не сушіння).

У про­цесі ви­го­тов­лен­ня су­шиль­них аг­ре­гатів за­сто­со­ву­ють різні тех­но­логічні рішен­ня. Де­які ви­роб­ни­ки ви­ко­ри­с­то­ву­ють си­с­те­му напівав­то­ном­них, на­са­д­же­них один на од­но­го, мо­дулів, ко­жен із яких за­без­пе­че­ний вла­сним нагніталь­ним вен­ти­ля­то­ром, що відво­дить відпраць­о­ва­не повітря в на­вко­лишнє се­ре­до­ви­ще. Це, на пер­ший по­гляд, спро­щує мон­таж і мо­­дернізацію су­шиль­ної ус­та­нов­ки, ад­же вар­то про­сто до­да­ти но­вий мо­дуль та от­ри­ма­ти більшу про­дук­тивність. Але за та­ко­го кон­ст­рукційно­го рішен­ня май­же не­мож­ли­во за­без­пе­чи­ти якісний і рівномірний про­цес сушіння. Річ у то­му, що для то­го, аби про­су­ши­ти зер­но як­най­рів­номірніше, струмінь га­ря­чо­го повітря має пе­ре­бу­ва­ти в кон­такті з ним яко­мо­га до­вше. Тоді теп­ло од­на­ко­во роз­по­діляється всією зер­но­вою ма­сою, а повіт­ря повністю на­си­чується во­ло­гою та ви­во­дить­ся на­зовні. У муль­ти­вен­ти­ля­торній си­с­темі, ко­ли струмінь га­ря­чо­го повітря швид­ко про­хо­дить крізь зер­но­ву ма­су, з бо­ку нагнітан­ня га­ря­чо­го по­то­ку ма­са нагрівається й про­су­шується швид­ше. На ви­ході зер­но­ва ма­са пе­ремішується та в ре­зуль­таті цього май­же за­без­пе­чується вирівню­ван­ня вмісту во­ло­ги. Але та­ка нерівномірно про­су­ше­на зер­но­ва ма­са стає не­при­дат­ною для три­ва­ло­го зберіган­ня.

Пра­виль­но скон­ст­руй­о­ва­на й змон­то­ва­на шахт­на су­шар­ка енер­го­е­ко­ном­на та надійна, а по­чер­го­ве розміщен­ня шахт у ко­лоні дає змо­гу мак­си­маль­но рівномірно про­су­шу­ва­ти про­дукт без зай­вих енер­ге­тич­них ви­т­рат. Важ­ли­ву роль відіграє ви­ко­ри­с­тан­ня ко­ро­зієстій­ких ма­теріалів, пря­ма фор­ма та щільне по­чер­го­ве розміщен­ня шахт, на­леж­ний роз­ра­ху­нок ру­ху ро­бо­чо­го повітря в ко­лоні, об­ме­жен­ня кількості ру­хо­мих ме­ханічних ча­с­тин, за­сто­су­ван­ня си­с­те­ми ав­то­ма­ти­зації про­це­су сушіння то­що.

У про­мис­ло­вості ви­ко­ри­с­то­ву­ють два ви­ди кон­ст­рукційних ма­теріалів, із яких ви­го­тов­ля­ють су­шар­ки: оцин­ко­ва­ну сталь та алюміній. Оцин­ко­ва­ний ста­ле­вий лист має ба­га­то не­доліків, особ­ли­во в разі сушіння ку­ку­руд­зи, оскільки цин­ко­ве по­крит­тя швид­ко сти­рається й де­талі су­шар­ки по­чи­на­ють ко­ро­ду­ва­ти. За ви­со­кої тем­пе­ра­ту­ри та во­ло­гості се­ре­до­ви­ща це відбу­вається до­сить швид­ко.
Де­які з та­ких оцин­ко­ва­них кон­ст­рукцій ви­го­тов­ля­ють у комбінації з хро­ми­с­тою іржостійкою стал­лю, яка розміще­на ли­ше на найбільш ко­ро­ду­ю­чих ча­с­ти­нах. Але та­ка кон­ст­рукція піддається еле­к­т­рохімічній ко­розії, яка в низці ви­падків більш не­без­печ­на, ніж по­верх­не­ва хімічна. Най­кра­ще тим­ча­со­ве схо­ви­ще для зер­на — це криті то­ки

Висновки

Су­часні су­шар­ки ком­плек­ту­ють ав­то­ма­ти­зо­ва­ни­ми си­с­те­ма­ми уп­равління вмістом во­ло­ги в зерні на ви­ході. Для цьо­го пе­ре­важ­но за­сто­со­ву­ють прості тех­но­логічні рішен­ня, на­при­клад, напівав­то­ма­ти­зо­ва­ну си­с­те­му не­пря­мо­го вимірю­ван­ня во­ло­ги: її по­каз­ник виз­на­ча­ють за тем­пе­ра­ту­рою зер­на в су­шарці. Зна­ю­чи вла­с­ти­вості зер­на та кон­ст­рук­тивні особ­ли­вості су­шар­ки, мож­на знай­ти за­лежність по­каз­ни­ка во­ло­гості від тем­пе­ра­ту­ри та уп­рав­ля­ти вихідним рівнем во­ло­гості, за­да­ю­чи пев­ну тем­пе­ра­ту­ру сушіння. Про­те цей спосіб не ду­же точ­ний, до то­го ж йо­го якісна ре­алізація за­ле­жить від кваліфікації й досвіду опе­ра­то­ра. 
 

І. Стад­ник, д-р тех. на­ук, про­фе­сор, 
Тер­нопільський національ­ний тех­нічний універ­си­тет імені Іва­на Пу­люя,
Ю. Су­хен­ко, д-р тех. на­ук, про­фе­сор,
В. Ва­силів, канд. тех. на­ук, до­цент,
Національ­ний універ­си­тет біоре­сурсів і при­ро­до­ко­ри­с­ту­ван­ня Ук­раїни

Інформація для цитування
Підго­тов­ка зер­на до зберіган­ня/ І. Стад­ник, Ю. Су­хен­ко, В. Ва­силів// Пропозиція/ — 2017. — № 6. — С. 152-156

Інтерв'ю
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
Зазвичай аграрні видання пишуть про здобутки агрохолдингів, знаних в областях, популярних аграріїв, що засідають по облрадах. Ми вирішили піти іншим шляхом і хочемо познайомити Вас із простим фермером

1
0