Занятие 1.5. Характеристика способов и режимов сушки зерна и семян. Установление режимов сушки на зерносушилках

Цель занятия – ознакомиться с технологией сушки зерна и семян на современных сушилках, научиться устанавливать режимы сушки.

Сушка является основной технологической операцией по приведению зерна и семян в стойкое для хранения состояние. Сушке подлежат все партии зерна с влажностью выше критического уровня. Наиболее эффективно проводить сушку сразу после уборки. Зерновой ворох, имеющий высокую засоренность, перед сушкой нужно очистить на зерноочистительных машинах. При этом влажность зерна снижается на 1–2% за счет удаления более влажных примесей, улучшается сыпучесть и воздушная проницаемость. В настоящее время используются шахтные, барабанные, колонковые, рециркуляционные, карусельные, камерные зерносушилки.

Существующие способы сушки влажного зерна можно объединить по основным принципам в две группы.

1. Сушка осуществляется по принципу удаления влаги из зерна без изменения ее агрегатного состояния, т.е. в виде жидкости.

2. Удаление влаги из зерна при сушке происходит после изменения агрегатного состояния воды, т.е. путем превращения ее в пар.

Процесс сушки основан на сорбционных свойствах зерна, его спо-

собности испарять влагу при порционном давлении паров воды в зерне выше, чем порционное давление паров воды в окружающей среде. Влагоотдача зерна усиливается при увеличении разности между порционным давлением паров воды внутри зерна и окружающего воздуха, что достигается за счет повышения их температуры.

В современных зерносушилках используются конвективный и конвективно-контактный способы сушки, при которых сушка зерна и семян включает следующие физические явления:

– передача тепла от агента сушки (нагретый воздух или смесь топочных газов и воздуха) или нагретой поверхности зерну;

– движение влаги из внутренних слоев зерна к поверхности;

– испарение влаги с поверхности зерна и диффузия паров в окружающую среду.

Внутри зерна влага перемещается вследствие его влагопроводности из зоны с более высокой концентрацией в зону с меньшей концентрацией до установления относительного равновесия. Кроме того, при наличии температурного градиента влага перемещается по ходу потока тепла вследствие термовлагопроводности. Вначале, когда прогрев зерна и тепловой поток направлены от поверхности к центру, сушка затруднена. Когда же зерно прогревается, влага от его центра к периферии перемещается вследствие наличия у него свойств влагопроводности и термовлагопроводности.

Влага при оптимальных условиях испаряется с поверхности зерна, но, если процесс отдачи паров воды с поверхности зерна в окружающую среду протекает очень быстро и опережает приток влаги из центральных слоев, зона испарения перемещается внутрь зерна. Поэтому съем влаги за один пропуск через зерносушилку ограничен.

При сушке семян зерновых культур допускается снимать за один пропуск зерна через сушилку не более 4–5% влаги, а у продовольственно-фуражного зерна – до 6%. При сушке зернобобовых культур рекомендуется снимать за один пропуск у семенных партий не более 2–3%, а продовольственно-фуражных – до 4% влаги. При сушке масличных культур независимо от назначения за один пропуск допускается снимать не более 2–3% влаги.

Если влага передвигается внутри зерновки в виде жидкости, а испарение ее с поверхности зерна равно внутреннему переносу, то зона сушки находится на поверхности семени. В этом случае зерно не перегревается и не пересушивается. При очень быстром съеме влаги с поверхности зерна вода из его внутренних слоев не успевает поступать к его периферийным слоям. В результате чего зона испарения влаги перемещается вглубь зерна и может вызывать явление «закала» (спекание оболочек, деформацию клеток, разрывы тканей зародыша, появление внутренних и внешних трещин). Это случается чаще всего при установлении температурного режима сушки выше оптимально допустимого, когда происходит контакт влажного зерна с теплоносителем в зоне действия высоких температур.

Малый съем влаги с поверхности зерна происходит при высоком ее начальном содержании и температуре теплоносителя ниже оптимально допустимой, что часто вызывает его набухание и запаривание. Такой вид порчи зерна чаще происходит при недостаточной температуре нагрева теплоносителя для сушки зерна определенной влажности.

Чтобы исключить порчу зерна во время сушки, нужно не только удалить влагу с поверхности зерна, но и создать определенные условия для ее равномерного передвижения из внутренних слоев зерна к периферийным слоям и оболочке. К способу, обеспечивающему ускорение подвода и съема влаги, относят предварительный нагрев зерна перед сушкой.

Оптимальный режим сушки устанавливают с учетом влажности семян (зерна) и конструкции сушилки. Семена с влажностью 26–30% должны нагревать при сушке не выше 38–40^оC, с влажностью 18–20% – 45^оC. При высокой температуре нагрева семян (60^оC и выше), особенно в сочетании с высокой первоначальной влажностью, может наступить денатурация белков, частичный распад крахмала, что снижает всхожесть и ухудшает хлебопекарные качества зерна.

При сушке продовольственного и фуражного зерна на шахтных сушилках температура теплоностеля при соответствующей влажности может повышаться на 40–50^оC, на барабанных – 50–70^оC, а температура нагрева зерна – на 7–10^оC, чем при сушке семенных партий.

Режимы сушки семенных партий на шахтных и барабанных сушилках указаны в табл. 1.8.

Т а б л и ц а 1.8. Режимы сушки семян

Культура	Группа по влажности	Влажность семян до сушки, %	Пропуск семян через сушилку	Температура нагрева семян, оС	Максимальная температура теплоносителя, оС
					шахтные сушилки	барабанные сушилки
Пшеница Рожь Ячмень Овес	1	До 18	1	45	70	120 – 125
	2	19 – 20	1	43 – 45	65	110 – 115
	3	21 – 26	1	42 – 43	60	100 – 105
			2	43 – 44	65	100 – 115
	4	Свыше 26	1	40	55	85 – 90
			2	41 – 43	60	95 – 105
			3	42 – 44	65	110 – 115
Люпин Горох Вика	1	До 18	1	38 – 40	50 – 60	–
	2	19 – 20	1	35 – 38	45 – 50	–
			2	38 – 40	50 – 55	–
	3	21 – 25	1	30 – 33	35 – 38	–
			2	33 – 35	45 – 50	–
			3	35 – 38	50 – 60	–
Гречиха Просо	1	До 18	1	40	55	105 – 110
	2	19 – 20	1	40	55	105
	3	21 – 25	1	38	50	100
			2	40	55	105
	4	Свыше 25	1	35	45	90
			2	40	55	105

Т а б л и ц а 1.9. Допустимая температура зерна и семян при сушке в М-819, ^оC

Влажность, %	Зерно продовольственное			Зерно семенное	Бобовые	Рапс
	Пшеница	Рожь, овес, ячмень	Кукуруза	Пшеница, рожь, овес, ячмень, кукуруза
16	55	65	Не более 60 – 75	49	25 – 30	30
17	52	62		46
18	49	59		43
19	46	56		40
20	43	53		38
21	40	50		36
22	37	47		34
23	36	43		32
24	36	40		30

Во время сушки на всех типах сушилок периодически контролируются влажность и нагрев зерна, температура теплоносителя и зерновой массы.

Задание 1. По чертежам и схемам (моделям) ознакомиться с зерносушилками разных типов и записать их краткую характеристику в табл.1.10.

Т а б л и ц а 1.10. Краткая характеристика зерносушилок

Тип сушилки	Основные черты	Преимущества	Недостатки
Шахтная
Барабанная
Рециркуляционная
Колонковая
Карусельная
Камерная

Задание 2. Перечислить факторы, влияющие на термоустойчивость зерна и семян. Описать возможные дефекты зерна при его сушке, причины их возникновения.

Задание 3. Изучить технологический процесс сушки зерна и семян на сушилках разных типов. Изобразить схемы движения зерна и агента сушки в шахтных, барабанных, рециркуляционных, колонковых, карусельных и камерных сушилках.

Задание 4. Установить режим сушки семенного зерна, имеющего

разную влажность, на шахтных зерносушилках (табл. 1.11).

Т а б л и ц а 1.11. Режим сушки семян на шахтных сушилках

Культура	Влажность семян, %	Число пропусков через сушилку	Температура, оС
			семян	теплоносителя
Пшеница	18	1
	28	1
		2
		3
Горох	18	1
	25	1
		2
		3

Задание 5. Указать данные режимов сушки продовольственного и фуражного зерна различных культур с разной влажностью на барабанных сушилках (табл. 1.12).

Т а б л и ц а 1.12. Режимы сушки продовольственного и фуражного зерна