Vlastnosti sušení kukuřičného zrna

Účelem sušení je v co nejkratším čase snížit vlhkost zrna kukuřice na 14 %. Sušení závisí na rovnovážných křivkách relativní vlhkosti vzduchu a vlhkosti zrna, ze kterých lze zjistit, jaká vlhkost zrna vzniká při dlouhodobém působení určité relativní vlhkosti.

Rozlišuje se sušení neohřátým vzduchem a sušení teplým nebo horkým vzduchem. Sušení nezahřátým vzduchem obvykle trvá 4-8 dní. Tato metoda je obzvláště šetrná k klíčku kukuřičného zrna, což je velmi důležité při sušení semen. Sušení neohřátým vzduchem však vzhledem ke své délce často způsobuje mikrobiální poškození zrn. Při sušení teplým nebo horkým vzduchem je mikrobiální poškození nižší, ale zvyšuje se podíl mechanického poškození. Důvodem je namáhání tkáně zrna, ke kterému dochází při rychlém ochlazení zrna.

Kombinují proto sušení horkým vzduchem a sušení s větráním neohřátým vzduchem. Tím se zabrání vysoké mikrobiální kažení a vysokému podílu mechanického poškození zrna. Nejprve se rychle sníží obsah vlhkosti zrna ze 40 na 20 % a poté se dosáhne obsahu vlhkosti 14 % ventilací neohřátým vzduchem. Produktivita této sušárny (tuny sušeného zrna za hodinu) závisí na vlhkosti zrna. Při počáteční vlhkosti kukuřičného zrna 40 % vyžaduje sušení na 14 % vlhkosti odstranění čtyřnásobku vody než zrna s počátečním obsahem vlhkosti 22 %, což snižuje produktivitu sušení zrna na 25 %. Vyžaduje také více energie (tabulka 1). To je třeba vzít v úvahu při sklizni. Kombinace se sušením nevyhřívaným vzduchem vyžaduje velké kapitálové investice a je proto vhodná pouze pro velké farmy a specializované firmy.

Tabulka č. 1 Potřebné množství tepla pro sušení kukuřičného zrna

Náklady na sušení jsou rozhodujícím faktorem rentability produkce kukuřice na zrno. Mohou tvořit až 50 % všech variabilních nákladů. Samotné sušení a skladování obilí na farmě má tu výhodu, že se může prodávat nikoli hned po sklizni, ale až se na trhu prosadí vyšší ceny. Od dodatečných příjmů ze sušení a skladování obilí na samotné farmě je však nutné odečíst kromě variabilních nákladů i fixní náklady na sušící a čistící provozy a skladovací prostory, dále mzdové náklady atp.

Náklady na posklizňové zpracování kukuřičného zrna a jeho skladování na sýpkách zemědělských podniků by neměly být vyšší než ve výtahech specializovaných firem (tab. 2). Stroje pro zpracování a skladování musí být zároveň technicky jednoduché, poskytovat vysokou produktivitu při nakládání a vykládání, mít dostatečně velké rozměry pro skladování a dobrý přístup pro údržbu. Sýpky musí být provozovány za podmínek, které zajistí stanovené požadavky na skladování obilí.

Tabulka č. 2 Příklady nákladů na sušení a skladování kukuřičného zrna v různých variantách v devadesátých letech v oblastech středního Německa

Hlavním způsobem, jak tyto náklady snížit, jsou preventivní opatření. Skladovací prostory musí být pečlivě připraveny na příchod kukuřičného zrna. Prostory je nutné důkladně vyčistit (pomocí průmyslových vysavačů). Zbylé obilí z loňského roku se doporučuje rozemlít a zkrmit dobytek. Jakýkoli odpad, u kterého se zjistí, že obsahuje živá stádia vývoje škůdců, musí být okamžitě zničen. Rozšíření a praskliny, které mohou obsahovat škůdce, musí být zcela utěsněny. V případě potřeby by měl být sklad ošetřen insekticidy. Poté je vhodné ponechat úložiště několik týdnů volné.

Nikdy nemíchejte starou kukuřici s čerstvě sklizenou kukuřicí. Zrno musí být v suchém stavu (vlhkost ne více než 14 %). Správné chlazení kukuřičného zrna a jeho skladování v chlazeném stavu je chrání před poškozením. Podmínky skladování musí být neustále sledovány, aby v případě výskytu škůdců mohla být okamžitě přijata kontrolní opatření. Pro kontrolu se doporučuje používat feromonové lapače.

V případě napadení roztoči nejprve najděte vlhká místa v hromadě a osušte je. Ve většině případů poté nejsou nutná žádná další opatření. Pokud se i přes všechna preventivní opatření do skladu dostali škůdci, lze jejich rozvoj zastavit dalším ochlazením na 4-5 °C. Postižené šarže by však měly být použity pro krmení co nejdříve. Postižené šarže by však měly být použity pro krmení co nejdříve.

K dezinfekci skladů a skladovacích prostor se používá postřik insekticidy ze skupin organofosforových účinných látek (dichlorvos, pirimifos-methyl) a pyrethroidů (pyrethriny + piperonylbutoxyl). Jako fumiganty se používá především methylbromid a přípravky, které tvoří vodík fosforu (fosfid hlinitý nebo hořečnatý). Proti hlodavcům poškozujícím stavy se používají rodenticidy s antikoagulačním (zabraňujícím srážení krve) na bázi derivátů kumarinu a indandionu ve formě návnad a také ostré jedy, především na bázi fosfidu zinečnatého.

Fumigaci a jiné druhy ošetření skladování musí provádět přísně v souladu s pokyny pouze odborníky oprávněnými k provádění takových prací.

Kukuřičné zrno je při skladování poškozováno obilními škůdci, např. zavíječem sýpkovým (Sitophilus granarius L.), zavíječem rýžovým (Sitophilus oryzae L.), zavíječem kukuřičným (Sitophilus zeamais L.), zavíječem moučným surinamským (Oryzaephilus surinamensis L.), Mauritánský booger (Tenebrioides mauretanicus L.), zavíječ moučný surinamský (Oryzaephilus surinamensis L.), booger mauritánský (Tenebrioides mauretanicus L.), zavíječ obilný (Sitotroga cerealella Oliv.), zavíječ pálený (Nemapogon granellus L.), zavíječ stodolový (Ephestia kuehniella L. .), roztoč moučný (Acarus siro L.) a další. Některé z jejich charakteristik jsou uvedeny v tabulce 3.

Tabulka 3 Některé charakteristiky škůdců ve stodole

Hustá skořápka kukuřičného zrna ztěžuje proces odpařování. Vlhkost, pronikající do něj především zárodkem, je nerovnoměrně rozložena mezi všechny části zrna. Proto při sušení vznikají nestejná vnitřní pnutí, což vede k různému smršťování tkání a tvorbě vnitřních trhlin, které nenarušují celistvost skořápek.

HLAVNÍ je nízká návratnost vlhkosti ve srovnání s obilnými plodinami

Hustá skořápka kukuřičného zrna ztěžuje proces odpařování. Vlhkost, pronikající do něj především zárodkem, je nerovnoměrně rozložena mezi všechny části zrna. Proto při sušení vznikají nestejná vnitřní pnutí, což vede k různému smršťování tkání a tvorbě vnitřních trhlin, které nenarušují celistvost skořápek.

Jádra klasů jsou vždy vlhčí než samotné zrno, ale při sušení intenzivněji odpařují vlhkost. Po usušení se vidličky ponechají nějakou dobu v sušicí komoře, kde dojde k redistribuci vlhkosti a vyrovnání obsahu vlhkosti v celé hmotě, protože okamžité ochlazení způsobuje tvorbu trhlin v zrnech.

Velká zrna s hustou skořápkou pomalu uvolňují vlhkost během sušení, takže jeden cyklus nestačí k vysušení na standardní obsah vlhkosti (13-14 procent). Po prvním sušícím cyklu by zrno mělo odpočívat 3-5 dní, aby jeho vlhkost byla rovnoměrná v celém zrnu. Po opakované kontrole je rozhodnuto obilnou píci usušit nebo uskladnit.

Mokré zrno vyžaduje stálou kontrolu teploty. Při zvýšení na 30 °C dochází ke zvýšenému dýchání obilné hmoty bez vnějších změn. Při dosažení teploty 38 °C začíná fermentace, může se objevit sladový zápach a zrno začnou napadat plísně. S dalším zvýšením teploty jeho skořápka ztmavne a objeví se silný zápach zatuchliny a hniloby.

Sušení někdy brání procesu sklizně, protože vlhké zrno musí být zpracováno do 4 hodin, aby se zabránilo samovolnému zahřívání. Ohřev v pohyblivé vrstvě v šachtových sušárnách je povolen do 50 °C, v bubnových sušárnách do 55 °C, při sušení v pevné vrstvě do 35 °C. Při vyšších teplotách klesá kvalita a nutriční hodnota zrna.

Při procesu vysokoteplotního sušení (více než 60 °C) dochází k oxidaci tuku, při které se rozpustí velké množství vitamínů a biologicky aktivních látek s léčivými a dietetickými vlastnostmi. Vlivem vysoké teploty se snižuje pozitivní vliv tuku na užitkovost zvířat a drůbeže. V probíhajících pokusech na krmení mladých prasat vyváženou stravou s převahou kukuřice (více než 72 procent) byl tedy průměrný denní přírůstek živé hmotnosti při vysokoteplotním sušení zrna na ABM 500 g a při použití sušení zrna osiva (teplota chladicí kapaliny nejvýše 55 oC) – 762 g. Spotřeba krmiva na 1 kg přírůstku hmotnosti byla 4,58, resp. 3,99 kg. A to nejsou všechny nevýhody tohoto způsobu sušení. K tomu lze přičíst nižší stravitelnost krmiva a vyšší – 1,5násobek – cenu. Spotřeba kapalného paliva na sušení jedné tuny obilí se může pohybovat od 10 do 30 kg.

Při posklizňovém zpracování kukuřice jsou náklady na sušení 60-70 procent. Při sušení kukuřice na semena, předehřevu a vyfukování sušících komor, diferencovaných teplotních podmínek a recirkulace ohřátého vzduchu lze ušetřit 25 procent. nosiče energie a urychlí sušení o 10 procent. při zachování kvality osiva.

Nejvíce tepelné energie vyžaduje semena kukuřice. Při provádění této technologické operace dodržují mírné teplotní podmínky – snižují stupeň ohřevu, snižují intenzitu odpařování vlhkosti a pečlivě sledují stav zrna. Všechny tyto operace však zvyšují náklady na energii.

Hlavní metodou sušení semen kukuřice je sušení zrna na klasu v periodických komorových sušárnách za následujících podmínek: teplota – 35-50 °C v závislosti na obsahu vlhkosti zrna, postupné proplachování komor, rytmický rozvrh provoz sušičky a obrácení (když v každé kameře uplynula polovina doby sušení). Spotřeba ekvivalentního paliva by neměla překročit 3,36 kg na tunu procenta odpařené vlhkosti. V přepočtu na plánovanou tunu je maximální spotřeba ekvivalentního paliva 22-23 kg, to znamená, že na odpaření jednoho kilogramu vlhkosti se spotřebuje 8,56 MJ tepla. Na základě toho je účinnost komorových sušáren 30-35 procent. z teoreticky možného a v dolech – 55-60 procent. Díky novým metodám sušení osivové kukuřice je možné výrazně snížit náklady na tepelnou energii, zkrátit dobu této technologické operace při plném zachování kvality osiva. Toho lze dosáhnout předehřátím klasů, paralelním proplachováním komor, diferencovanými tepelnými podmínkami, maximální přípustnou teplotou, reverzací a recirkulací odpadního chladiva.

Předehřívání kukuřice je založena na použití zvýšených teplot sušení v první fázi, protože semeno semen v jádře klasu se zahřívá pomalu. Jak ukázaly experimenty, zahřátím klasů na teplotu 50 °C se doba sušení zkrátí o 7 hodin, tedy o 10,9 procenta. rychlost přenosu vlhkosti zrna se zvyšuje o 22,5 procenta. produktivita se zvyšuje ve srovnání se standardní technologií sušení v normálním režimu.

Při zahřívání klasů nepřesáhla teplota v kopci 39 °C a teplota zrna nepřesáhla 35 °C. Kvalita semen byla proto zachována: ukazatele laboratorní a polní klíčivosti i výnos byly obdobné jako při běžném režimu sušení standardní technologií. V tomto případě je nejúčinnější ohřívat klasy v sušičkách s malým počtem komor (2-4, někdy až 6). V tomto případě se ohřev klasů kryje se začátkem jejich sušení, což umožňuje využití optimálních tepelných podmínek v závislosti na vlhkosti zrna.

Další možností je zahřátí klasů, které jsou umístěny v provizorních zásobnících. Funguje zde jediný systém „bunkr-sušička“, který neustále funguje tak, že se dokončuje sušení v komorách a plní se ohřáté z násypky. Zahřívání klasů v bunkru se provádí odpadním chladivem, které může mít teplotu 30-40 oC a relativní vlhkost 28-70 procent. Během 30hodinového zahřívání a sušení klasů v bunkru se vlhkost zrna sníží přibližně o 6 procent, v jádrech o 4 procenta.

Typické teplotní režimy pro sušení kukuřice, které se používají v praxi, byly vyvinuty teoreticky na základě charakteristik dynamiky tepelné odolnosti semen. Maximální přípustné teploty byly stanoveny s ohledem na dobu ohřevu zrna a vlhkost. Jak ukázaly experimenty, tento přístup neodpovídá zvláštnostem sušení zrna semenné kukuřice za produkčních podmínek. Za prvé, podle výpočtů je rozdíl teplot mezi ohřátým vzduchem a obilím 4 °C, ale v praxi se získávají mírně odlišné výsledky. Za druhé, hlavní parametry sušení – vlhkost, teplota ohřevu zrna a rychlost filtrace se vyznačují nestejnými ukazateli v různých vrstvách klasu. Za třetí, rychlost uvolňování vlhkosti zrnem se liší a závisí na fyzikálních, mechanických a termofyzikálních vlastnostech klasu a zrna. Kromě toho je třeba vzít v úvahu nedostatečnou tepelnou odolnost semen v závislosti na jeho odrůdových vlastnostech a také sklizňové vlhkosti a zralosti.

Diferencovaný režim sušení. Pomocí diferencovaných tepelných podmínek se zvyšuje produktivita sušičky o 20-30 procent. a více. V případě jeho použití ve stupňovitém nebo postupném zvyšování teplotních podmínek nebyly výše uvedené nevýhody zjištěny. S postupným zvyšováním teploty se odpovídajícím způsobem zvyšovala rychlost sušení semen. Takové podmínky jsou nejpříznivější pro získání vysoké kvality. Ale s postupným zvyšováním teploty musíte pravidelně sledovat parametry sušení.

Ve stupňovitém režimu se při každém zvýšení teploty musí její ukazatele shodovat s úrovní vlhkosti zrna v hraničních vrstvách násypu – horní nebo dolní, v závislosti na směru foukání sušicích komor. Účinnost tohoto režimu je poměrně vysoká a blíží se těm s postupným zvyšováním teploty. Výzkum provedený na Ukrajině ukázal, že pomocí diferencovaných režimů je možné zvýšit průměrnou teplotu sušení o 2-3 °C a zvýšit produktivitu sušících komor.

V tomto případě je velmi důležitá maximální přípustná teplota sušení, která je u komorových sušáren kukuřice spojena složitým vztahem s ohřevem zrna. Závislost je dána řadou parametrů, jako je měrný průtok a rychlost filtrace chladiva v klasu, objem jeho recirkulace a četnost obracení. Teplotu sušení lze výrazně zvýšit zvýšením frekvence obracení v okamžiku maximálního zahřátí klasů. Na základě určitých parametrů tepelného režimu – teplota sušícího prostředku je 50-55 oC při reverzní frekvenci 30 minut. — byl zjištěn jeho vliv na technický a ekonomický výkon sušárny a kvalitu osiva.

Použití této technologie zvyšuje průměrnou rychlost sušení semen kukuřice o 20-27 procent a produktivitu sušicí komory – o 15-21 procent a zajišťuje vysoké secí a výnosové vlastnosti semen ve srovnání se standardním režimem. Tento režim je však možné použít pouze pro osivo hybridů kukuřice s vlhkostí sklizňového zrna do 30-32 procent.

Recirkulace odpadního chladiva. Významnou rezervou pro snížení spotřeby energie je recirkulace odpadního chladiva, které při výstupu ze sušičky může mít vysoký potenciál pro odpařování vlhkosti. V režimu recirkulace se spotřeba paliva sníží o 26 procent.

Pro přepnutí sušičky do recirkulačního režimu se používá systém kanálů, kterými je chladicí kapalina přiváděna a vracena. Jako nejúčinnější se ukázal dvoukanálový systém s přepínacím ventilem, který umožňuje přivádět odpadní vzduch v opačném směru a také měnit směr foukání. Režim recirkulace je možný s různými způsoby provozu sušičky: cyklický – se zastavením pro nakládání a vykládání a necyklický – v nepřetržitém režimu.

Při cyklickém provozu sušárny je během prvních 20-30 hodin sušení odpadní chladivo aktivně nasyceno vlhkostí, přičemž jeho relativní vlhkost je 75-100 procent a teplota 15-30 oC (při zásobě 40 -45 oC). Po stanovené době je relativní vlhkost odpadního chladiva 60 procent. a nižší a teplota stoupne na 30-35 oC, lze jej tedy používat v recirkulačním režimu. Při necyklickém provozu se při každém zapnutí nově naložené komory změní výkon chladicí kapaliny pro sušení odpadu – její teplota se sníží o 5-8 oC a relativní vlhkost se zvýší o 12-18 procent. v závislosti na stavu klasů v komorách. To trvá 5-8 hodin, po kterých má použité chladivo relativní vlhkost 50-58 procent a teplotu 31-33 oC.

Režim recirkulace byl testován na Ukrajině při provozu přestavěné vícekomorové sušičky SKPM-18. Bylo použito plynné palivo. Vlhkost zrna hybridů kukuřice, stejně jako jejich rodičovských forem, byla 30-35 procent. Objem odpadního chladiva, který byl odeslán k recirkulaci, se pohyboval v rozmezí 30-70 procent. v závislosti na vlhkosti zrna a době sušení.

Sušení v recirkulačním režimu výrazně zlepšuje technický a ekonomický výkon sušičky. Spotřeba paliva klesla o 26 procent, spotřeba elektřiny o 5 procent oproti variantě regulace. Použití odpadního chladiva nemělo na kvalitu semen prakticky žádný vliv – jejich klíčivost a produktivita zůstaly na vysoké úrovni.

Dosud se v mnoha případech k sušení osiva kukuřice podle návodu používají energeticky náročné tepelné technologie a komorové sušárny kukuřice jsou sušící jednotky s nízkou účinností. Pro úsporu energie a zvýšení produktivity se proto doporučuje předehřívat a paralelně profukovat sušicí komory a používat rozdílné teplotní podmínky, včetně maximální přípustné úrovně.

Technologie sušení kukuřičných klasů. Osivo kukuřice se někdy suší na klasu, protože je obtížné vymlátit rostliny s vysokou vlhkostí, aniž by se poškodilo jádro. V některých případech se klasy suší na W=16-20 procent. Poté se vymlátí a obilí se nakonec suší.

Kukuřičný klas se často suší zahřátým nebo neohřátým vzduchem. Měl by procházet celou hmotou zrn kukuřice rovnoměrně. Při sušení kukuřice zahřátým vzduchem při teplotě 16-26°C dochází k poklesu vlhkosti velmi pomalu. Většina sušiček je navržena pro provoz při teplotách přibližně o 15-20 °C nad teplotou okolí (tj. 33-44 °C), některé sušičky pracují při teplotách až 93 °C.

Oloupané nebo neloupané klasy jsou dodávány do stacionárního bodu. Z výsypné jámy nebo plošiny jsou klasy pomocí dopravníku přiváděny do třídírny a poté nakládány do skladovací sušárny. Tam jsou vháněny studeným nebo ohřátým vzduchem z ohřívače vzduchu. První várka kukuřičných klasů se vloží do sušící komory s rozdílem vlhkosti v rozmezí maximálně 5. Teplota ohřátého vzduchu na výstupu z ventilátoru by neměla být vyšší než 40 °C. Když obsah vlhkosti kukuřičného zrna na klasu dosáhne 13 procent, proces sušení se zastaví.

Zkušenosti z Ukrajiny. Podle Ukrajinského výzkumného ústavu obilnářství lze semenné klasy sušit konvekční metodou v pevné vrstvě s oboustranným foukáním (v závodech na zpracování kukuřice) při teplotě 45-50 oC. Při počáteční vlhkosti zrna 23-35 procent. a konečná – 13,5-14,5 procenta. Doba sušení se pohybovala od 25 do 50 hodin. Pro klasy s obsahem vlhkosti nad 22 procent. prvních 45-8 hodin nastavte teplotu na 12 oC a poté je sušte při vyšší teplotě (50 oC). V tomto případě je klíčivost osiva zachována a v některých případech zvýšena.

Zpracování v obilí s obsahem vlhkosti 22-24 procent. v šachtových sušičkách se stupňovitými režimy je teplota směsi plynu a vzduchu v prvním stupni 45-68 °C, ve druhém – 50-70 °C, ve třetím – 55-70 °C, resp. teplota ohřevu zrna je 20-30, 28-35 a 30-38 °C, jeho vlhkost klesla na 14-16 procent, zůstala nezměněna a v některých případech se zvýšila energie klíčení a klíčení. Kontrola polní orby potvrdila, že při výsevu sušených semen byly získány jednotné výhonky a rostliny se harmonicky vyvíjely.

Když je obsah vlhkosti zrna vyšší než 20 procent. Používá se krokový režim nebo dvou- nebo třístupňový průchod sušičkou. Během první fáze nebo prvního ohřevu by měla být teplota chladicí kapaliny o 10 °C nižší a při ohřevu zrna o 5 °C nižší.

Alexander KLOCHKOV, doktor technických věd, profesor Běloruské státní zemědělské akademie