Сушка кукурузы

Автор: Александр Николаевич Головков, завлабораторией испытания машин для уборки и послеуборочной подработки зерновых и технических культур, ФГБУ «Центрально-Черноземная государственная зональная машиноиспытательная станция». E- mail: chmis1@yandex.ru

В большинстве сельскохозяйственных районов России уборка культур осуществляется при повышенной влажности зерна. По статистическим данным многих лет, около 40%, а в отдельные годы и до 60% свежеубранного зерна находится во влажном состоянии и требует сушки. В зависимости от расположения регионов страны влажность зерна (зерновые колосовые, бобовые и крупяные культуры), предназначенного для длительного хранения, согласно ГОСТ Р 52325-2005 не должна превышать 14-16%, а на рапс и подсолнечник — 7-10%.

Уборка кукурузы на зерно и некоторых других культур, распространенных в южных и центральных районах нашей страны, вследствие позднего срока созревания или, как правило, неблагоприятных погодных условий осуществляется при влажности до 30%, а иногда и свыше этого значения.

Только сушка может сохранить убранное и заготовленное зерно и улучшить его качество. В поточной технологии послеуборочной обработки зерна сушка является сложной и энергоемкой операцией, и в тоже время — это самый универсальный, быстрый и эффективный способ приведения зерна в его кондиционное для хранения состояние. Основная цель сушки сельскохозяйственных продуктов — повышение их стойкости при хранении и консервировании.

Сушка — это технологический процесс, влияющий не только на содержание влаги в материале, но и на его свойства. Так, например, сушка семенного зерна улучшает условия послеуборочного дозревания, при этом энергия прорастания и всхожесть семян сохраняется, а сушка товарного зерна помимо улучшения качества продуктов его переработки, способствует повышению производительности мукомольно-крупяных и маслослоперерабатывающих предприятий, увеличивает выход продукта, уменьшает износ технологического оборудования и расход электроэнергии, снижает себестоимость переработки.

Для реализации этих задач, на наш взгляд, руководитель хозяйства обязан иметь в наличии зерносушильную технику. Такая техника прошла длительный путь развития: от примитивных способов сушки зерна в снопах на поле и в овинах до автоматизированных и различной производительности зерносушилок, способных за один пропуск через нее довести материал до необходимого по ГОСТ состояния.

В настоящее время, как правило, очень распространены конкурирующие между собой шахтные и колонковые сушилки, отличающиеся конструкцией и принципом действия. Например, ООО «ОКБ по теплогенераторам» (г. Брянск) выпускает шахтные зерносушилки серии СП для хлебоприемных пунктов и крупных зерноперерабатывающих предприятий и колонковые зерносушилки производительностью от 2,5 до 45 т/ч для хозяйств малого и среднего бизнеса.

Специалисты нашей станции проводили в хозяйствах Брянской области приемочные испытания зерносушилки колонковой СЗТ-45 и шахтной СП-100 на сушке озимой пшеницы и кукурузы.

Приведем в виде таблиц условия испытаний и качество выполнения технологического процесса.

Испытания проводились согласно нормативному документу (НД) и на сушке наиболее распространенных сортов озимой пшеницы ‚Элегия‘ и кукурузы гибрида ‚Днепровский 56‘ для продовольственного и семенного назначения этих культур.

При выборе температуры агента сушки зерна разного назначения критерием являлось получение на выходе кондиционного зерна по влажности с сохранением посевных качеств семян и хлебопекарных качеств продовольственного зерна при максимальной производительности, без превышения допустимой температуры нагрева зерна и при оптимальном расходе топлива.

Приведенные в таблице 2 показатели качества выполнения технологического процесса позволяют сделать следующие выводы:

• зерносушилки СЗТ-45 и СП-100 в данных условиях эксплуатации обеспечивают заданные по ТУ производительности: 45±10% и 100±5% соответственно;
• неравномерность сушки и неравномерность нагрева зерна при этом получены на уровне предъвляемым требований ТУ, а именно: соответственно не более 1,5% и ±2ºС;
• поджаренных, распаренных и обугленных зерен не отмечено, а снижение энергии прорастания, всхожести семян, количество и качество сырой клейковины после сушки не изменилось;
• приведенный к t0=15ºС расход тепла на 1 кг испаренной влаги (пшеница — продовольственный режим) удовлетворяет предъявляемым требованиям ТУ (не более 4800 кДж);
• дробление зерна (семян) транспортирующими органами зерносушилок также получены (без норий) в пределах допустимых значений по ТУ.

Исходный материал озимой пшеницы сорта ‚Элегия‘ при определении эксплуатационно-экономических показателей на сушке озимой пшеницы того же сорта для продовольственных целей не отличался от условий данного режима при проведении лабораторно-хозяйственных испытаниях.

Испытываемые СЗТ-45 и СП-100 вписываются в технологическую линию приемного отделения очистки и хранения зерна, так и в состав зерноочистительно-сушильного комплекса.

Анализ экономического расчета показал, что удельная остаточная стоимость — 46,03 и 46,27 руб./пл.т. Это объясняется тем, что технический ресурс предприятия-изготовителя выше технического ресурса, рассчитанного по амортизационным нормативам Министерства сельского хозяйства.

Показатели качества работы зерносушилок СЗТ-45 и СП-100 на сушке кукурузы для продовольственного и семенного назначения были получены на уровне предъявляемых требований ТУ, но сушка кукурузы в отличии от других культур имеет свои особенности. Они обуславливаются как строением самого злака (початка, в отличие от колоса или метелки у других культур) так и строением самого зерна. Большую, а иногда и определяющую роль в особенностях сушки играют погодные условия, и в связи с ними влажность зернового вороха. Так, если на своей родине в Америке кукуруза произрастает в основном в зонах с жарким или теплым климатом и имеет послеуборочную влажность в пределах 20%, то в нашей стране кукурузу возделывают в зоне умеренного климата, а также в зоне рискованного земледелия, где влажность зерна доходит до 40%.

В настоящее время кукурузу убирают двумя способами: в початках для получения семян и на зерно для продовольственно-фуражных целей. В первом случае уборку начинают при влажности зерна 40%, а во втором рекомендуется начинать при влажности до 32%. Зерно кукурузы в початке созревает не равномерно, особенно в Нечерноземной зоне и при обилии осадков. Зерно, завязывающееся в плодах нижних ярусов, созревает на 7-20 дней раньше, чем в плодах верхних ярусов.

Биологический процесс формирования урожая зерна завершается в основном при наличии на растениях 35-38% семян не полной спелости. Это приводит к неравномерной влажности свежеубранного вороха зерна и, как следствие, усложняет условия сушки.

Главная особенность сушки зерна кукурузы — его низкая влагоотдача по сравнению с зерном других зерновых культур. Интенсивность влагообмена зерна различных сортов кукурузы неодинакова, поскольку зависит от размеров зерен, их формы, физического строения, химического состава.

Удельная поверхность испарения зерна кукурузы вдвое меньше, чем у пшеницы. Плотная оболочка кукурузного зерна затрудняет процесс испарения. Влага, проникая в зерно преимущественно через зародыш, неравномерно распределяется всеми частями зерновки. Поэтому при сушке возникают неодинаковые внутренние напряжения, что приводит к различной усадке тканей и образованию в эндосперме внутренних трещин, которые не нарушают целостности оболочек.

Допустимая скорость сушки зерна кукурузы почти в два раза ниже, чем зерна других зерновых культур. Таким образом, регулируя количество теплоносителя и скорость прохождения его через зерно, за один час без ущерба для качества зерна и независимо от первоначальной влажности можно снимать 9% и более влаги, при условии нагрева его не более критического.

После сушки кукурузы для ее хранения сроком на 6 месяцев влажность должна быть 14%, а сроком на год — 13%.

Режимы сушки кукурузы с начальной влажностью до 26% позволяют сушить за один пропуск через сушилку, при этом соблюдать температурные режимы теплоносителя (не более 120ºС) и нагрева зерна (не более 50ºС). 

Сушить кукурузу влажностью более 26% необходимо в два приема. Первый период сушки — температура нагрева зерна не более 35°С и температура теплоносителя не более 80°С. Второй период — с температурой нагрева зерна не более 45°С и температурой теплоносителя не более 120°С с промежуточным охлаждением между периодами сушки. В противном случае будет происходить растрескивание зерна, что допустимо, если после сушки зерно сразу идет на производство комбикормов.

Технологически такой процесс может быть организован несколькими способами. Если в хозяйстве есть промежуточные технологические емкости, то сушилка настраивается на получение влагосъема, равного половине необходимого, и просушенное зерно поступает в технологические емкости. После их заполнения прием свежеубранного зерна прекращается, и в сушилку подается зерно на досушку из технологических емкостей.

При наличии двухшахтной сушилки процесс сушки удается организовать в потоке с последовательной сушкой и охлаждением сначала в одной, а затем в другой шахтах. При влажности зерна порядка 36% и более или большой неравномерностью влажности из-за разного созревания зерен в початке, следует производить сушку за три или даже четыре прохода.

Большинство хозяйств сушат кукурузу в два этапа. Первый этап — ‚снимают‘ бóльшую влажность, которая на входе составляет до 40%, а на выходе она должна не превышать 23-24%. Между первым и вторым этапом кукуруза должна отлежаться несколько суток. Она может лежать в бункерах или в напольных складах, но на наш взляд правильнее в бункерах, так как при ее ‚оплежке‘ в складах в дальнейшем потребуется погрузочное средство и автотранспорт.

Вот почему ООО ‚ОКБ по теплогенераторам‘ (г. Брянск) при проектировании и строительстве той или иной зерносушилки в технологическую линию сушки зерна в обязательном порядке ‚закладывает‘ два вентилируемых бункера: БВ-160 или БВ-120; БВС-160 или БВС-120.

Большую роль в сдерживании уборки кукурузы на зерно играет наличие в хозяйствах малопроизводительных зерносушилок, так как влажность при уборке кукурузы колебалась от 28 до 35%, что в 3-4 раза снижало производительность зерносушилок по сравнению с сушкой зерновых колосовых культур.

Это еще раз доказывает необходимость иметь для сушки кукурузы высосокопроизводительную зерносушильную технику.

В ближайшее время необходимо увеличить производство и переработку кукурузы и сои, что позволит исключить зависимость от импортных поставок их семян низкого качества, в том числе и генно-модифицированной, а для этого нужны свои селекции устойчивые и высокоурожайные сорта этих культур, не уступающие импортным аналогам по всем показателям.

Литература

1. Жердев М.Н., Головков А.Н. Научно-аналитический обзор результатов испытаний на Центрально-Черноземной МИС зерносушильной техники. ФГБУ ‚Центрально-Черноземная МИС‘. № 1, 2016, С 64.
2. Куьмина Н. П. Биохимия зерна и продуктов его переработки. Москва, Колос, 1976, С 374.
3. 3 Захаренко И. В. Послеуборочная обработка семян в Нечерноземной зоне. Москва, Россельхозиздат, 1983, С 263.
4. Самочетов В.Ф., Джороян Г.А. / Зерносушение. Москва, Колос, 1970, С 255.
5. Птицын С. Д. / Зерносушилки. Москва, Машиностроение, 1962, С 211.
6. Протокол приемочных испытаний зерносушилки шахтной СП-50: протокол № 88.14.2004 (1070202) / ФГУ ‚Центрально-Черноземная государственная зональная машиноиспытательная станция‘. Пос. Камыши, 2004, С 63.
7. Протокол приемочных испытаний зерносушилки колонковой СЗТ-45: протокол № 54.14.2016 (1070052) / ФГБУ ‚Центрально-Черноземная государственная зональная машиноиспытательная станция‘. Пос. Камыши, 2016, С 63.
8. Протокол приемочных испытаний зерносушилки шахнтой СП-100: протокол № 58.14.2016 (1070032) / ФГБУ ‚Центрально-Черноземная государственная зональная машиноиспытательная станция‘. Пос. Камыши, 2016, С 66.