Чтобы наиболее рационально организовать сушку зерна и семян, необходимо знать и учитывать следующие основные положения.
1.Предельно допустимую температуру нагрева, т. е. до какой температуры следует нагревать данную партию зерна или семян. Перегрев всегда приводит к ухудшению или даже полной потере технологических и посевных качеств. Недостаточный же нагрев уменьшает эффект сушки и удорожает ее, так как при меньшей температуре нагрева меньше будет удалено влаги.
2.Оптимальную температуру агента сушки (теплоносителя), вводимого в камеру зерносушилки. При пониженной по сравнению с рекомендуемой температуре теплоносителя зерно не нагревается до нужной температуры или для достижения этого потребуется увеличивать срок пребывания зерна в сушильной камере, что снижает производительность зерносушилок. Температура агента сушки выше рекомендуемой недопустима, так как вызовет перегрев зерна.
3.Особенности сушки зерна и семян в зерносушилках р азличных конструкций, так как эти особенности часто влекут изменение других параметров и прежде всего температуры агента сушки.
Предельно допустимая температура нагрева зерна и семян зависит от: 1) культуры; 2) характера использования зерна и семян в дальнейшем (т. е. целевого назначения); 3) исходной влажности зерна и семян, т. е. влажности их до сушки.
Зерна и семена различных растений обладают разной термоустойчивостью. Одни из них при прочих равных условиях выдерживают более высокие температуры нагрева и даже в течение более длительного времени. Другие и при более низких температурах изменяют свое физическое состояние, технологические и физиологические свойства. Например, семена кормовых бобов и фасоли при более высокой температуре нагрева теряют упругость оболочек, растрескиваются, снижается их полевая всхожесть. Зерно пшеницы, предназначенное для выработки хлебопекарной муки, можно нагревать только до 48—50°С, а зерно ржи — до 60°С. При нагреве пшеницы выше указанных пределов резко снижается количество клейковины и ухудшается ее качество. Очень быстрый нагрев (при более высокой температуре теплоносителя) так же отрицательно влияет на рис, кукурузу и многие зернобобовые: (семена растрескиваются, что затрудняет их дальнейшую переработку, например, в крупу.
Обязательно учитывают при сушке целевое назначение партий. Так, предельная температура нагрева семенного зерна пшеницы 45°С, а продовольственного 50°C. Еще больше разница в температуре нагрева у ржи: 45°С для посевного материала и 60°— для продовольственного (на муку). (Вообще все партии зерна и семян, в которых необходимо сохранить жизнеспособность, нагревают до более низкой температуры. Поэтому ячмень для пивоварения, рожь для солода и т. д. сушат с применением режимов для посевного материала.
Предельно допустимая температура нагрева зерна и семян зависит от их исходной влажности. Известно, что чем больше в этих объектах свободной воды, тем они менее термоустойчивы. Поэтому при содержании в них влаги более 20% и особенно 25% должна быть снижена температура теплоносителя и нагрева семян. Так, при исходной влажности гороха и риса 18% (табл.36) допустимая температура нагрева равна 45°С, а температура теплоносителя 60оС. Если исходная влажность этих семян 25%, то допустимая температура соответственно будет 40 и 50°С. При этом снижение температуры приводит и к уменьшению испарения (или, как говорят, съема) влаги.
Еще сложнее сушить крупносемянные бобовые и сою, когда при большой влажности (30% и выше) сушку в зерносушилках приходится проводить при низкой температуре теплоносителя (30°С) и нагрева семян (28—30°С) с незначительным съемом влаги за первый и второй пропуск.
Особенности конструкций зерносушилок разных типов и марок определяют возможности их использования для сушки семян различных культур. Так, в барабанных сушилках не сушат бобовые, кукурузу и рис. Перемещение зерна в них и температура агента сушки (110—130°С) таковы, что зерна и семена указанных культур растрескиваются и сильно травмируются.
Рассматривая вопросы тепловой сушки в зерносушилках, нужно помнить о неодинаковой влагоотдающей способности зерна и семян различных культур. Если влагоотдачу зерна пшеницы, овса, ячменя и семян подсолнечника принять за единицу, то с учетом применяемой температуры теплоносителя и съема влаги за один пропуск через зерносушилку коэффициент (К)будет равен: для ржи 1,1; гречихи 1,25; проса 0,8; кукурузы 0,6; гороха, вики, чечевицы и риса 0,3—0,4; кормовых бобов, фасоли и люпина 0,1-0,2.
Температурные режимы (в °С) сушки семян различных культур на зерносушилках
| Культура | Влажность семян до сушки в пределах, % | Число пропусков через зерносушилку | Шахтные | Барабанные | Культура | Влажность семян до сушки в пределах, % | Число пропусков через зерносушилку | Шахтные | Барабанные | ||
| температура агента сушки, в оС | предельная температура нагрева семян, в оС | предельная температура нагрева семян, в оС | температура агента сушки, в оС | предельная температура нагрева семян, в оС | предельная температура нагрева семян, в оС | ||||||
| Пшеница, рожь, ячмень, овес | 18 | I | 70 | 45 | 45 | Горох, вика, чечевица, нут, рис | 18 | I | 60 | 45 | — |
| 20 | I | 65 | 45 | 45 | 20 | I | 55 | 43 | — | ||
| 26 | I | 60 | 43 | 43 | II | 60 | 45 | — | |||
| II | 65 | 45 | 45 | I | 50 | 40 | — | ||||
| свыше 26 | I | 55 | 40 | 40 | 25 | II | 55 | 43 | — | ||
| II | 60 | 43 | 43 | III | 60 | 45 | — | ||||
| III | 65 | 45 | 45 | I | 45 | 35 | — | ||||
| Гречиха, просо | 18 | I | 65 | 45 | 45 | 30 | II | 50 | 40 | — | |
| 20 | I | 60 | 45 | 45 | III | 55 | 43 | ||||
| 26 | I | 55 | 40 | 40 | IV | 60 | 45 | — | |||
| II | 60 | 45 | 45 | Кукуруза | 18 | I | 60 | 45 | — | ||
| свыше 26 | I | 50 | 38 | 38 | I | 55 | 43 | — | |||
| II | 55 | 40 | 40 | 20 | II | 60 | 45 | — | |||
| III | 60 | 45 | 45 | I | 50 | 40 | — | ||||
| 23 | II | 55 | 43 | — | |||||||
| III | 60 | 45 | — | ||||||||
Следует иметь также в виду, что вследствие определенной влагоотдающей способности зерна и семян почти все сушилки, применяемые в сельском хозяйстве, обеспечивают съем влаги за один пропуск зерновой массы только до 6% при режимах для зерна продовольственного назначения и до 4—5% для посевного материала. Поэтому зерновые массы с повышенной влажностью приходится пропускать через сушилки 2—3 или даже 4 раза (см. табл.).
Характеристика основных типов зерносушилок. Зерносушение в сельском хозяйстве известно с древнейших времен. Наиболее распространенным способом сушки был овинный, когда в специальных сараях-овинах зерно, еще находящееся, в колосе скошенных растений, собранных в снопы, подвергалось действию нагретого воздуха. В качестве одного из распространенных видов топлива использовали солому. В прошлом веке вошли в употребление различные приспособления для сушки обмолоченного зерна. Все эти способы были трудоемкими и малопроизводительными.
Увеличение производства зерна, механизация уборки урожая и обмолот в процессе уборки привели к необходимости высушивать в короткие сроки большое количество зерна. По мере развития техники зерносушения в колхозах и совхозах строились или поступали в готовом виде зерносушилки различных типов. В настоящее время в хозяйствах наиболее распространены сушилки трех типов: шахтные, барабанные и напольные.
Шахтные сушилки. Этот тип сушилок наиболее распространен в мировой практике зерносушения. Название такое они получили за устройство своей рабочей камеры, представляющей чаще всего плоский прямоугольный металлический бункер— шахту, внутри которой поперек ее более узкой части рядами установлены металлические короба. Назначение коробов — сделать зерновую массу более доступной агенту сушки и равномерно газопроницаемой. Каждый короб в поперечном сечении представляет собой обычно открытый снизу пятиугольник из листовой стали толщиной 1,5—2 мм. Один конец короба закрыт донышком (стенкой), а другой открыт. Короба на определенном расстоянии друг от друга прочно закреплены в стенах шахты рядами. Если в четных рядах концы коробов со стенками расположены в сторону распределительной камеры сушильного агента, а открытой частью в сторону выхода отработавшего агента, то в нечетных наоборот.
Назначение коробов становится понятным, если рассмотреть поперечный и продольный разрезы шахты. Загруженная в шахту зерновая масса размещается между коробами. Агент сушки поступает в шахту через нечетные ряды коробов, а выходит через четные. Прежде чем попасть в четные короба, агент сушки проходит через зерновую массу, нагревает и подсушивает ее, при этом и сама зерновая масса находится в движении (опускается вниз, так как в сушилке использован принцип самотека и выпускное устройство находится в нижней части шахты). Чередование коробов по их назначению (вводящие и отводящие агент сушки) может быть и в пределах каждого ряда.
Чем выше производительность сушилки, тем в той или иной степени больше по высоте и объему должна быть шахта (или несколько шахт). Так, при производительности сушилки 2 т в час (СЗС-2) короба размещены в 11 рядов, а при производительности 32 т в час число их достигает 55.
Для интенсификации сушки в верхние и нижние ряды коробов можно подавать различное количество агента сушки, а следовательно, и создавать разную температуру нагрева зерна, т. е. получать две зоны сушки. Часть самых нижних рядов коробов используется для охлаждения высушенного зерна. При этом снимается и некоторое количество влаги. Охладительные камеры могут быть устроены между зонами сушки или отдельно от шахты.