Организация приемки и формирования партий зерна на элеваторах

Зерно — живой организм. Оно дышит, оно может болеть. На зерно многообразно влияет внешняя среда, у него есть вредители. Эти факторы при определенных условиях могут отрицательно воздействовать на зерно. Неблагоприятные изменения могут зайти так далеко, что зерно оказывается непригодным для использования по назначению. Предупредить такое развитие процесса позволяет система мероприятий, получившая название послеуборочной обработки зерна.

Цикл послеуборочной обработки зерна включает в себя:

• приемку;
• формирование партий;
• очистку от примесей;
• сушку;
• активное вентилирование.

В основу организации производственного процесса на зерновом комплексе положена технологическая схема приемки и обработки зерна с учетом формирования партий по целевому назначению и качественным показателям. Порядок размещения зерна определяют на основании исходных данных о планируемых или фактических объемах приема, обработки, хранения и отгрузки зерна.

Из-за широкого разнообразия почвенно-климатических и агротехнических условий выращивания пшеницы и других культур, многообразия сортов показатели качества зерна изменяются в значительных пределах. Это вызывает трудности формирования однородных по качеству партий.

Из обмолоченных апробационных снопов отбирают пробы, в которых определяют тип, подтип, стекловидность, натуру зерна, количество и качество клейковины (для пшеницы). С учетом предварительной оценки качества, количества предполагаемых партий зерна и пропускной способности приемных устройств составляют часовые или суточные графики перевозок зерна автотранспортом.

Массу принимаемого зерна определяют по результатам взвешивания на автомобильных весах в присутствии сдатчика. Непосредственно при приемке зерно из каждого автомобиля (партии зерна) отбирают щупом или пробоотборником. Точечные пробы в соответствии со стандартом отбирают в четырех, шести или восьми точках в зависимости от длины кузова:

Пробы отбирают на расстоянии от 0,5 до 1 м от переднего и заднего бортов и 0,5 м — от боковых бортов. В автопоездах точечные пробы отбирают с каждого прицепа.

Из точечных проб формируют объединенную пробу, которую подвергают быстрому анализу: дают органолептическую оценку (цвет, запах), определяют тип, подтип, зараженность и влажность. С помощью электровлагомера определяется влажность зерна в условиях поля и при этом погрешность составляет до 1,5%. По этим показателям направляют машину на разгрузку в соответствии с планом размещения зерна, разработанным перед приемом зерна нового урожая.

Поступающее на хлебоприемное предприятие зерно, лаборатория направляет для подработки, формирования товарных партий и хранения, исходя из их качества. Формирование однородных партий зерна и его размещение осуществляют по культурам, классам, типам, подтипам и другим специфическим показателям качества.

Очистка зерна от примесей — важнейший прием в обработке зерна, существенно влияющий на:

• улучшение качества партий зерна, передаваемых в переработку;
• повышение степени использования зерна за счет использования выделенных отходов на фуражные цели.

В зерноочистительных машинах применяют различные рабочие органы, работа которых основана на использовании определенного признака делимости зерновой массы.

Очистку зерна необходимо производить в соответствии с указаниями, изложенными в инструкции по очистке зерна и эксплуатации зерноочистительных машин на хлебоприемных предприятиях (ХПП).

При разработке технологического процесса очистки отдельных партий зерна следует руководствоваться лабораторными данными о содержании отдельных примесей и влажности зерна, а также техническими нормами производительности оборудования, режимами очистки зерна, рекомендуемыми инструкциями.

предварительную очистку на ворохоочистителях или сепараторах перед сушкой (для удаления грубых и легких примесей);

однократную или двукратную очистку зерна на воздушно-решетных сепараторах (после сушки) для доведения зерна до нужных кондиции.

Если этого недостаточно, производят дополнительную очистку, используя триеры, аспираторы, пневмостолы, камнеотборники и другие машины в зависимости от состава, количества оставшихся примесей в очиш,аемом зерне.

Лаборатория осуш,ествляет контроль, за качеством очистки зерна.

Очистке подлежит зерно продовольственное «средней чистоты» и «сорное»:

направляемое зерно на сушку в шахтных зерносушилках;

при наличии признаков повышения температуры выше нормальной для данных условий хранения (вне очереди);

зараженное зерно вредителями хлебных запасов (вне очереди);

засоренное зерно примесями с несвойственным зерну запахом (вне выделения мелких примесей (песка, семян сорных примесей).

Для эффективного выделения примесей производят фракционную очистку зерна, т.е. разделение зерновой массы на две фракции: крупную и мелкую.

Мелкую фракцию направляют на другой сепаратор для выделения мелких примесей (песка, семян сорных примесей).

При недостаточном эффекте очистки, прибегают к повторной очистке, путем возврата зерна из зернохранилиш,а на первый сепаратор с возможной заменой в нем решет, в зависимости от характера примесей.

Размеры отверстий сит для очистки зерна и семян разных культур приведены в таблице 1.

Таблица - 1 Примерные размеры сит для очистки зерна и семян (по Вобликову Е.М.,2003)

Настройка зерноочистительных машин: выбор сит и контроль качества

Перед сушкой и закладкой на хранение поступающий ворох необходимо очистить от примесей. Для этого на элеваторах используют воздушно-ситовые сепараторы, подбирая сита под конкретную культуру. Процесс разделения основан на геометрических размерах зерна: крупные фракции идут сходом по ситу, а мелкие проходят сквозь его отверстия.

При сортировке часть проходных частиц не успевает провалиться и остается в сходе. Массу таких частиц, выраженную в процентах к общей массе схода, называют недосевом. Этот показатель важно отслеживать для контроля производительности сепаратора и своевременной регулировки подачи зерна.

• Сорная примесь после очистки — не более 2%
• Зерновая примесь после очистки — не более 5%
• Вредная примесь (спорынья, головня) — не более 0,2%

Управление процессом сушки: критическая влажность и теплофизика зерна

Основная задача сушки — снизить влажность зерновой массы до стандартных кондиций. Вода удерживается в зерновке тремя путями: химически (внутри молекул белка и углеводов), физико-химически (связана коллоидами) и механически (в макро- и микрокапиллярах). Проще всего удалить механически связанную воду, тогда как избавление от физико-химической влаги требует интенсивного испарения.

При сушке важно учитывать физические свойства зерновой массы. Чем выше скважистость насыпи, тем легче агент сушки проникает к зерновкам и тем равномернее идет процесс. Высокая удельная поверхность мелкого зерна ускоряет испарение влаги. Скорость витания служит базовым ориентиром для настройки вентиляторов: она определяет предел скорости воздушного потока, при котором зерно еще не уносится из шахты.

При настройке температуры агента сушки необходимо учитывать термоустойчивость зерна. Наиболее стабильными являются углеводы и жиры, которые при влажности 14% способны выдержать нагрев до 60–65 °C. Если превысить эти показатели или сушить более сырое зерно при высокой температуре, начнется декстринизация крахмала и распад жиров с повышением кислотного числа.

• Критическая влажность — 15,5%
• Влажность зерна для нагрева до 65 °C — 14%
• Предел нагрева жиров и углеводов — 60–65 °C

Температурный режим: защита белка и улучшение клейковины

При сушке зерна крайне важно строго контролировать его нагрев. Белковые вещества чувствительны к высоким температурам и при перегреве подвергаются денатурации, безвозвратно теряя способность поглощать влагу. Это приводит к снижению всхожести семян, падению активности ферментов и ухудшению хлебопекарных свойств продовольственного зерна. Особенно чувствительны к нагреву белки зародыша, которые разрушаются быстрее белков эндосперма.

Однако умеренный нагрев может быть полезен для товарных партий. В процессе сушки клейковина зерна укрепляется. Если вы работаете со слабым по качеству клейковины зерном, правильный температурный режим поможет ее укрепить и повысить общий класс качества партии.

Конструкции зерносушилок и особенности работы шахтных агрегатов

Зерносушилки делятся на стационарные, которые монтируют в отдельных зданиях, и мобильные на колесных шасси. По принципу работы выделяют шахтные, барабанные, пневмотрубные и специальные установки — камерные, бункерные или конвейерные. В большинстве современных машин используется конвективный метод сушки, когда тепло передается зерну от нагретого агента — смеси топочных газов с воздухом или чистого воздуха из калориферов.

Наибольшее распространение в хозяйствах получили шахтные прямоточные сушилки непрерывного действия. В них зерно опускается под силой тяжести через сушильную и охладительную зоны, продуваясь агентом сушки. Конструкция позволяет разделять сушильную часть на две или три зоны с разной температурой агента, что обеспечивает бережное испарение влаги.

• Температура сушки семян — 40 °С
• Температура сушки продовольственного зерна — 50 °С
• Производительность шахтных сушилок — от 1 до 50 т/ч

Равномерность сушки в шахте обеспечивается распределительными коробами пятигранной формы, расположенными в шахматном порядке. Воздух поступает из напорно-распределительной камеры с горизонтальными перегородками, проходит сквозь слой зерна и выходит наружу через отводящие короба. Стабильный уровень зерна над коробами поддерживает надсушильный бункер, работающий как герметичный затвор.

Скорость движения зерна регулируется выпускным механизмом под охлаждающей зоной, который может быть бесприводным или иметь привод для непрерывного или цикличного выпуска. Подачу воздуха обеспечивают вентиляторы и воздуховоды. При сборке вентиляционной сети необходимо тщательно уплотнить все стыки, люки и диффузоры, так как любые утечки агента сушки снижают производительность установки.

Для сжигания жидкого топлива в сушилках применяют форсунки инжекционного или игольчатого типа, а для газа — газовые горелки. Эффективность всей системы зависит от автоматизации процессов и точности приборов контроля. Зерносушилка должна не просто снижать влажность, но и минимизировать удельный расход тепла и электроэнергии при высокой прочности всей конструкции.

Наиболее распространены шахтные конвективные стационарные зерносушилки: СЗС-8, ВТИ-8, ВТИ-15, СЗШ-8, СЗШ-16, ДСП-12, ДСП-16, ДСП-24, ДСП-32, ДСП-32-ОТ. Цифры показывают производительность сушилки в плановых тоннах, при снижении влажности пшеницы с 20 до 14 %. В сельском хозяйстве наибольшее распространение получили зерносушилки типа СЗС и СЗШ, а в элеваторной промышленности - ДСП.

Из передвижных зерносушилок применяют ЗСПЖ-8, КЧ-УСА и КЧ-УС-2А, производительностью 8 пл. т /ч.

Все перечисленные зерносушилки отличаются достаточной простотой конструкции, универсальностью и удобны в обслуживании и эксплуатации.

Основные недостатки шахтных зерносушилок следующие:

• неравномерность нагрева и сушки зерна по сечению шахты;
• снижение влажности за один пропуск не более 6%;
• разность во влажности высушиваемой партии зерна не более 2-4 %.

Эти недостатки почти полностью устранены в шахтных рециркуляционных зерносушилках.

Рециркуляционная сушка зерна предусматривает возврат части просушенного зерна в смеси с сырым зерном в надсушильный бункер. В надсушильном бункере проходят процессы тепловлагообмена между сырым и сухим зерном. В результате чего сырое зерно нагревается и частично подсушивается. Все это, в конечном итоге, приводит к значительной интенсификации процесса сушки.

Промышленность выпускает специальные рециркуляционные зерносушилки различных типов. В них кроме нагрева сырого зерна за счет тепла просушенного зерна применяют также его предварительный нагрев в специальных камерах. Наибольшее распространение получили зерносушилки РД-2х25-70, А1-ДСП-50, А1-УЗМ, А1-УЗШ и типа «Целинная» - «Целинная30», «Целинная-50К», «Целинная-60», «Целинная-20» (на базе зерносушилки ЗСПЖ-8), «Целинная-36» (на базе зерносушилки ДСП-32-ОТ), «Целинная50» (на базе зерносушилки ДСП-24-СН).

Кроме шахтных зерносушилок в системе хлебопродуктов и сельском хозяйстве применяют сушилки барабанного типа: передвижные СЗПБ-2,5 и стационарные СЗСБ-8. Основным элементом барабанных сушилок является горизонтальный или чуть наклоненный цилиндрический барабан, вращающийся со скоростью 2-6 об./мин. Внутри него зерно перемещается по длине и сушится воздушным потоком. Охлаждают просушенное зерно в охладительных колонках или барабанах.

Для сушки небольших партий продовольственного зерна и семян масличных культур в сельском хозяйстве часто используют вентилируемые бункеры.

Своевременно и правильно проведенная сушка не только повышает стойкость зерна при хранении, но и улучшает его продовольственные и семенные качества. В результате сушки ускоряется послеуборочное дозревание, происходит выравнивание влажности, улучшается цвет, внешний вид и технологические свойства зерна.

Режим сушки зависит от способа сушки и конструкции зерносушилок. При сушке зерна в шахтных прямоточных зерносушилках применяют режимы, при которых температуру агента сушки изменяют постепенно, по мере прохождения зерна по зонам сушки, такие ступенчатые режимы особенно благоприятны при сушке свежеубранного зерна. Так, при сушке пшеницы температурный режим дифференцируют в зависимости от исходного качества клейковины - крепкой, нормальной, слабой.

При сушке зерна в шахтных прямоточных зерносушилках съем влаги за один пропуск не должен превышать 6%. Если этого не достаточно, то применяют второй пропуск зерна через зерносушилку.

В шахтных рециркуляционных зерносушилках снижение влажности за один пропуск может составлять 10%, в рециркуляционных сушилках с дополнительными камерами для нагрева - без ограничения предела снижения влажности.

При организации процесса и выборе режимы сушки руководствуются утвержденными инструкциями и правилами.

Режимы сушки зерна продовольственного назначения некоторых культур в шахтных прямоточных зерносушилках приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Высшие пределы температуры агента сушки и нагрева зерна в шахтных прямоточных сушилках (по Вобликову Е.М.,2003)

°С режиме I зона II зона

П ш еница с клейковиной: крепкой 45 120 ПО 130 второй 45 ПО 100 120 нормальной 50 140 130 150 второй 50 ПО 120 140 слабой 60 150 140 160 второй 60 140 130 160 Ячмень, рожь независимо

Как видно, из приведенных данных, в большинстве случаев применяют восходяш,ие режимы сушки. В первую зону подают агент сушки с меньшей температурой, так как зерно имеет высокую влажность и меньшую термоустойчивость. Во вторую зону подают агент сушки с уже более высокой температурой.

Режимы сушки зерна в рециркуляционных зерносушилках дифференцированы по начальной влажности зерна, а для пшеницы - и в зависимости от качества клейковины.

При сушке зерна в шахтных рециркуляционных зерносушилках допускают более высокие температуры нагрева зерна, чем в прямоточных шахтных зерносушилках, так как они характеризуются кратковременностью и большей равномерностью нагрева зерна.

Таблица 3 - Высшие пределы температуры агента сушки и нагрева

Культура Влажность, Температура нагрева Температура агента

П ш еница с клейковиной: крепкой до 20 50 300 свыше 20 45 250 нормальной до 20 60 350 свыше 20 55 330 слабой до 20 65 370 свыше 20 60 350 Ячмень до 20 60 350

Семена зерновых культур сушат в шахтных зерносушилках всех типов, за исключением передвижных. Семенное зерно не рекомендуется сушить в барабанных зерносушилках, но можно в рециркуляционных. Семена пшеницы, подсолнечника, ячменя и бобовых культур сушат и в камерных сушилках семяобрабатываюш,их заводов. Семенное зерно всех культур сушат также в складах на установках активного вентилирования атмосферным или подогретым воздухом.

Семенной материал требует особого внимания во время товарной доработки. Белки зародыша гораздо чувствительнее к нагреву, чем белки эндосперма, поэтому даже незначительный перегрев семян может полностью лишить их всхожести. Чтобы сохранить посевные качества зерна, температуру в зерносушилках всех типов поддерживают на более низком уровне, чем при сушке продовольственных партий.

Температурные режимы сушки семян

Для разных групп культур установлены предельные границы нагрева как самого зерна, так и подаваемого в сушилку воздуха. Превышение этих параметров приведет к тепловому повреждению зародыша.

Особую осторожность нужно проявлять при работе с переувлажненными партиями. Избыточная влага в сочетании с высокой температурой действует на зародыш губительно, поэтому стандартные настройки сушилок для такого зерна не подходят.