Сушіння та активне вентилювання зерна
Сушіння зерна є одним із ефективних засобів його зберігання. Вважають, що зерно може надійно зберігатися при вологості (12... 14)%. При підвищеній вологості в зерні (поява вільної вологості) утворюються сприятливі умови для інтенсифікації дихання зерна та мікробіологічних процесів, які приводять до псування зерна.
Максимально припустима температура нагрівання зерна в процесі сушіння повинна бути нижчою температури денатурації білків. Границі вищих припустимих температур нагрівання зерна визначаються інструкціями по сушінню і залежать від сорту, виду та призначення зерна. При сушінні пшениці продовольчого призначення основною метою є збереження або покращення технологічних та хлібопекарських властивостей зерна, які контролюють за кількістю та якістю клейковини. Якість клейковини ділять на три групи: міцна — з питомою розтяжністю до 0,4 см/хв; нормальна — (0,4... 1,0) см/хв та слабка — вище 1 см/хв.
Для міцної клейковини припустима температура менша — до 45 °Х, а для слабкої— 60 °С. Для зерна насінницького призначення, крім того, контролюють енергію проростання та схожість. Для олійних культур важливим показником якості є кислотність, яка вимірюється в градусах, тобто кількістю мілілітрів нормальних лугів, які йдуть на нейтралізацію кислотнореагуючих речовин в 100 г зерна. При неправильних режимах сушіння в результаті гідролітичного розпаду жирів цей показник збільшується.
Найбільш широко вживані для сушіння шахтні сушарки ДСП-32, СЗШ-16, СЗІИ-8, ЗСП-8, барабанного типу СЗС-4, СЗБ-8, а також пересувні.
При сушінні важливо ретельно підібрати і витримати режим. Зерно повинно бути однорідним, щодо вологості: вологе — до 17%, сире — до 22%, (крім рису), вогке — валогістю понад 22% з інтервалами 6%, рис — зерно вологістю понад 17% з інтервалом 3%.
Температуру нагрівання зерна в сушильних камерах установлюють за зразком зерна із коробів нижнього відвідного ряду сушильної камери. Звичайно її визначають кожні 2 години.
Після сушіння зерно охолоджують до температури, яка прере-вищує температуру зовнішнього повітря не більше ніж на 10 °С, а при низькій температурі навколишнього повітря — не більше ніж на 5 °С. Охолоджувати зерно можна, пропускаючи його через зерноочисні машини, транспортери або установки активного вентилювання.
У просушеного зерна визначають колір, запах, вологість, стан оболонок (підсмажені, обвуглені), зараженість шкідниками, а також кількість і якість клейковини, в рису — зерні, крім того, тріщинуватість, а в круп'яних культурах — наявність облущених зерен.
Рис-зерно сушать при менших температурах, ніж зерно інших зернових культур. Це зумовлено тим, що оболонки його при підвищених температурах можуть розтріскуватись. Так, при од-ноступеневому сушінні температура теплоносія має бути 70 °С, а при двоступеневому — на 1 ступені 70 °С, а на 2 — 90 °С. Температура нагрівання зерна не повинна перевищувати 35 °С. При сушінні рису — зерна застосовують відлежування, що сперияє зменшенню тріщинуватості та збільшенню виходу цілих шліфованих зерен крупів. Для цього існують спеціальні методики.
Для сушіння рису-зерна можна використовувати камерні сушарки. При цьому днища камер застеляють решетами з отворами діаметром (2,0...2,5) мм, на які завантажують рис-зерно рівномірним шаром висотою до 15 см. Початкова температура теплоносія повинна бути 30 °С.
Активне вентилювання зернової маси застосовують для охолодження, зменшення вологості, усунення самозігрівання, запобігання розвитку плісені і шкідників, а також прискорення післязбирального достигання та ліквідації стороннього запаху.
При активному вентилюванні через насип (бурт) зерна пропускають повітря, яке підводять за допомогою каналів і труб. Повітря подається як атмосферне, так і підігріте. Установки для активного вентилювання поділяються на стаціонарні й пересувні.
У зерносховищах атмосферне повітря або суміш його з топковими газами рекомендується подавати в насип одночасно не менше як по двох суміжних повітропідвідних каналах. При вентиляції зерна всі вікна і двері в складі відкривають, після вентилювання закривають заслінками вхідні отвори повітропідвідних каналів, а також вікна і двері складів.
Вентилювання проводять також у бункерах. Вони оснащені електричними повітропідігрівниками. Завантажують бункери за допомогою норії, розвантажують самопливом. Після сушіння зернову масу охолоджують.
Останнім часом дуже поширені бункери і силоси активного вентилювання, тобто циліндричні або прямокутні різної висоти (8... 12) м ємності чи силоси елеваторів (висотою до 30 м), що обладнані спеціальними каналами для подавання повітря в зернову масу.
При визначені можливості вентилювання зерна вимірюють відносну вологість повітря, встановлюють вологість зерна залежно від відносної вологості повітря й температури зерна, порівнюють фактичну вологість зерна з рівноважною (рівноважну вологість визначають за найнижчою температурою зерна в насипі).
Рівноважна вологість зерна, що відповідає відносній вологості атмосферного повітря, повинна бути меншою від вихідної вологості зерна.
Для активного вентилювання зерна розроблено три схеми, що наведено на рис. 17.12: а — наскрізна напірно-повздовжня схема; б, в — горизонтальні (поперечні) напірно-витяжні схеми.
Рис. 17.12. Принципові схеми установок вентилювання зерна в стосах
Рис. 17.13. Принципова схема установки для охолодження зерна в силосі елеватора
Наскрізне продування зернового шару по вертикалі на всю висоту силосу: а) пошарове продування по вертикалі, тобто продування по окремих дільницях по висоті силосу; б) поперечне продування зернового шару; в) використання наскрізного продування пов'язане зі значним аеродинамічним опором (6...8) мПа шару, для чого треба мати потужні воздуходувки, а інші два випадки потребують значно менших витрат енергії (товщина шару продуваемого зерна в 4...6 разів менша), але пов'язані з труднощами монтажу та складністю пристроїв для подачі та відведення повітря.
Активне вентилювання використовують для профілактичного охолодження зерна, для проморожування, сушіння, ліквідації самозігрівання та для дегазації зерна після протруювання його фумігантами, тобто для виведення фумігантів із загазованих об'єктів.
На рис. 17.13 наведено принципову схему установки для штучного охолодження зерна в силосах: 1 — вихід відпрацьован-ного теплого повітря; 2 — зона неохолодженного зерна; 3 — зона охолодження; 4 — зона охолодженного зерна; 5 — подходжен-ня охолодженного повітря; 6 — охолоджувач повітря (випаровувач); 7 — всмоктування атмосферного повітря; 8 — вентилятор; 9 — тепле відпрацьоване повітря; 10 — конденсатор; 11 — збірник конденсату; 12 — компресор. Охолодження зерна до +5 °С викотистовують для збільшення терміну зберігання.
Схема та засоби зберігання кукурудзи в качанах дещо відрізняється від звичайної для інших культур зерна (рис. 17.14).
Після визначення якості качанів та зважування автомобілів кукурудзу розвантажують в приймальному пристрої автомобілерозвантажувачем і качани кукурудзи по нахиленому конвейєру надходять до бункера короткочасного зберігання або під намет.
Для природної вентиляції качанів днища бункера обшито листовою сталлю з отворами 5 мм. Наявність бункера тимчасового зберігання і намета забезпечують безперервне приймання насінної кукурудзи та безперервну роботу камерних сушарок. З приймального бункера качани нахиленим конвейєром подають до дільниці зняття обгорток за допомогою качаноочисних машин ОП-5. Відсортовані на сортувальних столах качани по нахиленому конвейєру надходять до приміщення камерної сушарки коридорного типу з шістю камерами і одним топочним агрегатом. Сушать качани да вологості (12...13)%.
Після сушіння качани надходять до молотильно-калібрувальної дільниці. Тут обмолочують качани кукурудзи в молотарці МПК-12, зважують насіння автоматичними вагами, очищають на сепараторі ОКС-4, колібрують в машині КСК-1, обробляють в трієрах ТК-580 і аспіраторах бас або на пневмосортувальному столі ССП-1. Завершують процес обробки насіння протравлюванням та фасуванням відкаліброванного зерна. Стрижні качанів кукурудзи збирають в окремому бункері. Заводи продуктивністю 2500 та 5000 т за сезон відрізняються кількістю паралельно встановленого устаткування.
Рис. 17.14. Схема технологічного процесу обробки насіння кукурудзообробного заводу потужністю 1,5 тис.т за сезон: 1 — автомобільні ваги; 2,17 — автомобілерозвантажувачі;
3 — бункери для тимчасового зберігання кукурудзи в качанах;
4 — сортувальний стіл; 5 — очисник качанів; б — сепаратор; 7— калібрувальні машини; 8 — пневмосортувальний стіл;
9 — трієр; 10 — пакування готового насіння; 11 — молотарка;
12 — превантажувальна башта; 13, 14 — конвейєри;
15 — вагонозавантажувачі; 16 — пересувний конвейєр.
17.4. Контроль та керування процесом зберігання зерна
Незважаючи на велику кількість показників для оперативного контролю якості зерна при зберіганні, використовують тільки один — температуру зерна в силосі. Численними дослідженнями доведено, що підвищення температури зберігаємого зерна в результаті самозігрівання (дихання), обмін киснем з навколишнім середовищем може бути основним показником (сигналом) для прийняття рішення по його охолодженню одним із перелічених вище засобів. В результаті самозігрівання температура зерна може підвищитися до (55...65) °С, а то й більше. Домішки насіння
бур'янів, мікроорганізми, шкідники, комахи, кліщі побічно впливають на процес самозігрівання.
Контроль температури в силосах здійснюється термопарами, термометрами електричного опору (терморезисторами), які розташовані на спеціальній термопідвісці, зображеній на рис. 17.15, яка складається з головки, проміжних і кінцевого термометрів та гнучкого тросу або кабель-тросу. По ізольованим кабелям від кожного термометра видається сигнал на диспетчерський пункт про рівень його температури.
Вимірювальний кабель-трос уявляє собою щільно звитий навколо центрального несучого стального самонерозмотуючого канату, заключеного в поліетиленову оболонку, джгут, в якому перемінюються між собою корди-заповнювачі для монтажу та вкладання на їх місце датчиків, та чотири групи четвірок струмоведучих мідних гнучких жил. Кабель-трос покритий оболонкою із світлозахисного поліетилену.
Групи і жили груп мають лічильні групи і жили (різного кольору) для візуального визначення необхідної жили для встроювання (розміщення) датчиків.
Вимірювання температури зерна здійснюють різними засобами та системами вимірювання або обігом датчиків. Перші системи обігу датчиків застосовували спеціальні машини, а їх обслуговував лаборант. Зараз ці операції здійснюють універсальні ЕОМ. При підвищенні температури сигнал передається до пам'яті ЕОМ.
Число терморезисторів у термопідвісці (5...6) штук при відстанні між ними до 5 м. Сучасні системи вимагають розміщення терморезисторів на відстані 1,5 м, тобто кількість в силосі висотою зо м досягає 18 штук.
Рис. 17.15. Термопідвіска:
1 — головка; 2 — проміжний термометр;
З — гнучкіш трос; 4 — кінцевіш термометр
Рис. 17.16. Елементи установки системи дкте-4мг: А) схема установки термопідвіски; б) устрій головки: 1 — наконечник; 2 — конічна втулка; З — зажимна гайка; 4 — вкладиш;
5 — монтажна планка; б — корпус головки; 7 — ніпель;
8 — штепельна колодка; в) електричні схеми термопідвісок;
г) пульт ЦП-2Г системи ДКТЕ-4МГ: 1 — корпус; 2 —робочий стіл;
З — зовнішня панель; 4 — сигнальна лампа вибору v термопідвісок
(силосів); 5 — панель символьна; 6— сигнальні лампи вибору релейних шаф; 7 — логометр для виміру температури навколишнього повітря; 8 — вимикач живлення; 9 — сигнальна лампа наявності живлення; 10 — логометр для вимірювання температури
зерна в силосах; 11 — перемикач вибору силосного корпусу; 12 — перемикачі вибору потрібного терморезистора підвіски; 13 — сигнальні лампи включення терморезисторів; 14 — перемикач вибору релейної шафи; 15 — перемикач вибору термопідвіски; 16— перемикач включення термометра навколишнього повітря.
Опорна частина термопідвіски — головка (рис. 17.16) уявляє собою литу чавунну коробку 6 з кулеподібним вкладишем 4 і наконечником 1, в якому закріплено кабель-трос. На головці термопідвіски є штепсельна колодка 8 для відключення переносного
контрольного вимірювального приладу. Кабель-трос закріплюється до головки за допомогою наконечника 1 та конічної втулки таким чином: кабель-трос вкладають у внутрішню частину наконечника, потім на кабель-трос одягають конічну втулку 2, кінці дрота вирівнюють зажимною чайкою 3. Дріт броні надійно защімлюється конічними поверхнями наконечника і втулки. Для термопідвіски використовують спеціальний кабель, який складається із цілої системи дротів декількох десятків витків (ЗО та 36) з різними кроками. Зовнішній діаметр кабель-тросу 18,9 мм.
Підвищення температури зерна в одному із прошарків у силосі можуть бути причиною для прийняття одного із рішень (продувка силоса, перекачка зерна через робочу башту, термінова відпустка використання зерна) для зниження його температури.
Схема автоматизованого управління сучасного елеватора в повній мірі впроваджується на елеваторах, які вміщують десятки та сотні тисяч тон зерна. На хлібоприймальних підприємствах, де в основному зерно розміщують в складах, а тільки обмежену оперативну кількість в силосах, використовують тільки окремі елементи автоматизованої системи контролю температури, зважування, облік зерна по якості і кількості. В такому разі використовують переносні вимірювальні прилади.
Система дистанційного автоматичного контролю зерна (ДАКТ) забезпечує автоматичне підключення датчиків (первинних приладів на термопідвісках) до вторинних (логометри), які розташовані на центральному пульті, реєстрацію температури на бумажних стрічках. При перевищенні нормального значення температури подається аварійний сигнал, одержавши який диспетчер приймає рішення.
Сучасні елеватори оснащені системами диспетчерського автоматизованого управління (ДАУ), якою передбачено централізоване управління (включення-виключення) електродвигунами транспортних, технологічних та аспіраційних установок, механізмами настройки (вибору) схеми переміщення зерна (засувки, перекидні клапани, пересувні скидальні візки, поворотні труби та ін.), і також розгорнену схему протиаварійного (протиза-вального) автоблокування.
Центр (пульт) управління знаходиться в окремому приміщенні. В більшості випадків вся апаратура пульту управління забезпечує весь зв'язок з управляємими місцевими об'єктами. Крім того, між диспетчером та виконавцями робіт на місцях передба-
чено телефонний та двосторонній гучномовний зв'язок, пошукові та визивні кнопки. На столі керування є також ключі керування, візуальні та світлові сигнальні покажчики, мнемонічні схеми, виробничих процесів (маршрутів). Система дау дозволяє оперативно керувати v прийомом, зберіганням та відпусткою зерна, зменшити витрати та скоротити обслуговуючий персонал. Автоматизовано також зважування та облік зерна.
Приведена схема автоматизованого управління сучасного елеватора в повній мірі впроваджується на елеваторах, які вміщують десятки та сотні тисяч тон зерна. На хлібоприймальних підприємствах, де в основному зерно розміщують в складах, а тільки обмежену оперативну кількість в силосах, використовують тільки окремі елементи автоматизованої системи: контроль температури, зважування, облік за якістю та кількістю. В такому разі використовують переносні вимірювальні прилади. Точність виміру температури повинна бути в межах ±1 °С. При перевищенні температури відповідальні особи приймають заходи для ліквідаціі причин самозігрівання.
Всі зерносховища одержують прибуток за різницею у витратах на зберігання та оплатою замовника за певний термін зберігання.
1. На основі аналізу теоретичних і прикладних досліджень працівниками Академії аграрних наук України (В.Ф. Сойко ті.) вітчизняного та зарубіжного досвіду землеробства встановлено, що причиною кризового стану сільського господарства України є традиційне екстенсивне землекористування. Для зміни ситуації екстенсивні шляхи використання землі вичерпані.
2. З метою стабілізації землекористування обґрунтовано необхідність зменшення ріллі шляхом переведення 10 млн га її у природні кормові угіддя та заліснення.
3. Потреба в продуктах харчування населення і прогноз можливого експорту — завдання систем землеробства в сучасних умовах. Встновлено. що для задоволення потреб населення в харчуванні за купівельною спроможністю й експорті 1 млн т м'яса, 1,35 млн олії і 7 млн т зерна необхідно обробляти 16,47 млн га землі. При харчуванні за раціональними нормами й відповідному експорті продукції— потрібно мати 22,592 млн га землі в обробітку.
4. Виробництво конкурентоспроможної продукті можливе при досягненні врожаю зернових 40 ц/га, буряків цукрових —
350, соняшнику — 20, картоплі — 150 ц/га, надоїв від корови — 4000 кг молока на рік.
5. В основі землеробства є збереження родючості ґрунтів шляхом припинення втрат гумусу. Концентрація енергії на 24.2 млн га ріллі, котрі залишаться в обробітку, відбуватиметься за рахунок гною, переважно побічної продукції рослинництва, сидерат-них добрив, посівів зернобобових і багаторічних бобових трав, застосування мінеральних добрив. Необхідним є проведення хімічної меліорації грунтів.
6. Забезпечення на виведених з обробітку землях за (3...4) роки відновлення багатовидової господарсько цінної рослинності, глибоко адаптованої до місцевих умов і здатної самовідновлюва-тися дасть змогу за (5...6) місяців на пасовищних кормах зекономити (5...6) млн т зерна, виробити мінімум 4 млн т м'яса яловичини, або 15 млн т молока.
7. Встановлено, що сівозміни залишаються організуючою основою систем землеробства, але матимуть динамічний характер залежно від кон'юнктури ринку. Визначено питому вагу зернових у структурі посівного клину.
8. Обґрунтований шлях інтенсивного використання землі на основі інтенсифікації технологій вирощування сільськогосподарських культур.
9. Зумовлена необхідність державної допомоги всім виробникам сільськогосподарської продукції.
Контрольні запитання до 17 розділу
1. Принципова технологічна схема зберігання зерна.
2. Основні показники якості зерна та зернової маси.
3. Принципи та засоби очищення зерна від домішок.
4. Призначення сушіння зерна.
5. Схема та завдання активного вентилювання зерна.
6. Світове виробництво зерна в світі та в Україні.
7. Класифікація збіжжя.
8. Значення вмісту та якості клейковини для виробництва борошна, хліба, макаронів.
9. Схема елеваторів для зберігання зерна.
10. Можливі споруди для розміщення зерна.
11. Функціональна схема елеватора.
12. Особливості сушіння кукурудзи в качанах.
13. Контроль якості зерна при його зберіганні.
14. Завдання охолодження зерна.
15. Машини для відокремлення домішок.
16. Конструкція ситоповітряних сепараторів.
17. Конструкція трієрів.
18. Пристрої для контролю якості зерна.
19. Устрій кабель-тросу для розміщення датчиків температури зерна.
20. Перспектива збільшення та здешевлення виробництва зерна в Україні.