Вентилирование зерна вкручивающимися колонками

Дринча В.М. – д.т.н., профессор, ООО «Агроинженерный инновационно-исследовательский центр»;
Сангадиев А.П. – аспирант, Восточно-Сибирский государственный университет управления.

После перехода к рыночной экономике в начале 90-х годов прошлого века на базе коллективных хозяйств появились десятки тысяч фермерских и других мелких хозяйств, которые в подавляющем большинстве оказались без элементарной материальной базы приема и сохранения урожая. В результате чего во многих случаях потери зерна при послеуборочной обработке и хранении достигают до 30% и более. Нередки случаи, когда при затяжной дождливой погоде из-за отсутствия средств временного хранения и обработки на току влажного вороха в хозяйствах – в поле оставляют сотни гектаров.

Почему необходимо вентилировать зерно? Вентилирование зерна позволяет сохранить его качество в процессе хранения. Оно стабилизирует температуру и влажность зерна, препятствует локальному росту температур или появлению очагов самосогревания, а также миграции влаги.

Зернопроизводители, переработчики вентилируют зерно по ряду причин:

  • сохранение качества зерна;
  • подсушивание и управление влажностью зерна;
  • продление периода безопасного хранения влажного зерна;
  • уменьшение конденсации и коркообразования;
  • исключение очагов самосогревания;
  • понижение температуры и влажности;
  • сохранение всхожести семян;
  • контролирование активности насекомых;
  • препятствование образованию плесени и прорастанию;
  • удаление веществ оставшихся после химической обработки зерна.

В целом, системы вентилирования зерна по функциональному предназначению могут быть разделены на четыре основных класса:

  • 1. охлаждение;
  • 2. поддержание сохранности зерна или профилактическое вентилирование;
  • 3. подсушка;
  • 4. промораживание.

Охлаждение.

Зерно от комбайнов обычно поступает в хранилища или на послеуборочную обработку при температуре 20°С или более. При таких температурах даже сухое зерно подвержено проблемам, связанным с насекомыми и миграцией влаги внутри зерновой массы.

Зерно должно быть быстро охлаждено путем продувки прохладного воздуха через более теплую зерновую массу. Риски потери качества зерна уменьшаются с понижением температуры зерна. Обычно развитие зерновых вредителей в зерновой массе приостанавливается при температурах 15…10°С.

Первая задача при охлаждении зерна состоит в быстром понижении его температуры до 15°С с целью предотвращения развития жука-мукоеда суринамского. Вторая задача состоит в понижении температуры зерна до 12…10°С для предотвращения развития всех других насекомых.

При низких нормах вентиляции (10 куб.м/ч на тонну зерна) холодный фронт в зерновой массе перемещается медленно и в течение 8…12 дней зерно равномерно охлаждается. При повышенных нормах вентиляции (20 куб.м/ч на тонну зерна и более) зерно может быть охлаждено в течение нескольких часов (рис. 1).

Рисунок 1. Изменение температуры зерна (влажность 19%, исходная его температура доходила до 30°С)
на расстоянии 1 метра от вертикальной вкручивающейся колонки
Изменение температуры зерна на расстоянии 1 метра от вертикальной вкручивающейся колонки

При охлаждении зерна вентилированием главная задача состоит в его сохранности, особенно зерна нестойкого для хранения, имеющего повышенную влажность.

Специалисты не используют многие возможности для охлаждения зерна из-за неправильного понимания условий передачи влаги воздуха охлаждаемому зерну. Многие считают, что влажный воздух при вентилировании приводит к увлажнению зерна. В действительности, если продувать зерно более прохладным воздухом (Δt≥4…6°С), то увлажнение зерна практически не происходит.

Увлажнение зерна от продуваемого воздуха происходит только в случаях при некоторой комбинации следующих факторов:

  • излишне высокие нормы вентилирования;
  • очень сухое зерно;
  • конденсация вокруг каналов в весеннее время;
  • попадание осадков в незакрытые, установленные вне хранилища вентиляторы;
  • конденсирующийся туман.

С увеличением разности температур воздуха и зерна - скорость охлаждения постепенно увеличивается.

Рекомендуемые периоды вентилирования для охлаждения зерна:

  1. Непрерывная вентиляция на протяжении первых двух дней.
  2. Охлаждение зерна ниже 15°С в течение 2-х недель после загрузки с применением дифференциального термостата для управления вентиляторами или с включенными вентиляторами только ночью.
  3. Охлаждение зерна ниже 10°С в течение 6 недель после загрузки. На этой стадии применение термостатов является существенным.

Вентилирование зерна теплым воздухом приводит к потерям электроэнергии, а в некоторых случаях к выпадению конденсата и снижению качества зерна.

В процессе охлаждения зерна путем вентилирования следует [3, 5]:

  • измерять температуру и влажность зерна по всей высоте зернового слоя;
  • определять скорость воздушного потока над поверхностью зернового слоя;
  • проверять частоту и направление вращения вентилятора;
  • проверять забитость перфорированного участка канала.

Поддержание сохранности зерна.

Профилактическое вентилирование проводят при длительном хранении зерна (более 6 месяцев) с пониженной влажностью с целью предотвращения возможного самосогревания, замены воздуха в межзерновом пространстве с амбарным запахом на свежий воздух и для устранения неравномерного распределения влаги.

При кратковременном хранении зерна с повышенной влажностью профилактическое вентилирование осуществляют для предотвращения повышения биологической активности зерновой массы, развития насекомых и плесневых грибов и появления очагов самосогревания.

Наиболее эффективно профилактическое вентилирование проводить при сухом и холодном воздухе.

Подсушка.

Сушка зерна вентилированием применяется довольно часто в практике, так как позволяет постепенно снижать его влажность, ускоряет процесс послеуборочного дозревания, повышает всхожесть и энергию прорастания и уменьшает потери веса зерна при хранении [2, 4, 6].

Практический опыт показывает, что зерно влажностью 15% обычно теряет 0,25-0,5% в течение 150-300 часов вентиляции с прохладным воздухом при оптимальных нормах вентиляции.

Зерно с влажностью меньшей 18% можно охладить перед сушкой с целью предотвращения развития грибов. Если влажность зерна превышает 18% его следует подвергать сушке немедленно с целью предотвращения образования одного из самих распространенных микотоксинов «Оксратоксина А».

Перспективным направлением повышения эффективности сушки вентилированием является подогрев наружного воздуха на 5…10°С.

Промораживание.

Промороженным считается зерно, имеющее отрицательные температуры, при которых оно переходит в состояние анабиоза и происходит уничтожение вредителей урожая.

В морозную погоду зерно можно охладить до минусовой температуры. При температуре порядка 10°С большинство зерновых насекомых прекращает спаривание и откладку яиц, насекомые малоподвижны и плохо питаются. При температуре 0°С наступает глубокое окоченение вредителей, а при отрицательной температуре наступает их гибель.

Накапливать холод в зерновых насыпях очень важно в районах, где периоды морозной погоды непродолжительны и часто перемежаются оттепелями, и естественным путем зерно не всегда охлаждается до отрицательных температур. При умелом использовании естественных холодов зимнего периода можно даже в районах крайнего юга переводить зерно в состояние анабиоза, исключить развитие, размножение, питание насекомых и клещей, уничтожить вредителей во всех стадиях их развития [1].

В настоящее время существует большой арсенал типов вентиляционных устройств, но наиболее простыми и дешевыми из них являются вкручивающиеся вентиляционные колонки (ВВК), включающие колонку с перфорированной нижней частью, вентилятор и ручку для вкручивания (фото. 1).

За кажущейся простотой вкручивающихся вентиляционных колонок скрыты их большие потенциальные возможности. Например, применяя ВВК можно сохранить убранный урожай даже при влажности 18-19%.

Вкручивающиеся вентиляционные колонки выпускаются отечественной промышленностью и за рубежом и они различаются в основном параметрами вентилятора, который определяет скорость осуществления процесса и энергоемкость процесса вентилирования (табл. 1).

Таблица 1. Технические характеристики вкручивающихся вентиляционных колонок

Наименование AIR SPEAR Standard AIR SPEAR Extra TEYFUN
Длина аэрируемой трубы, м 2,3 2,3 1,85/2,3*
Производительность вентилятора, куб.м/ч 500 675 1400/1750
Диаметр вентилируемого слоя зерна, м до 3 до 5 3-6
Масса вентилируемого зерна, т до 15 до 35 до 50
Длительность устранения очагов самосогревания, ч 24 12 3-6
Мощность вентилятора, кВт 0,7 1,1 1,5/2,2
Напряжение, В 230 400 400
Вес, кг 20 23 32
* - Имеются две модели

При выборе вкручивающихся вентиляционных колонок следует обращать внимание на показатель массы одновременного вентилирования зерна, а также длительность выполнения процесса, например охлаждения зерна. Вкручивающиеся колонки можно устанавливать в зерновую насыпь на току, в горизонтальных хранилищах, а также в бункерах и кузовах автомобилей (фото 2).

Следует заметить, что при краткосрочном вентилировании колонки могут вкручиваться в зерно не только под прямым, но и под произвольным углом к образующей зерновой поверхности.

При вентилировании насыпи следует избегать установки вкручивающихся вентиляционных колонок, при которой образуются участки с неравномерным сопротивлением воздушному потоку, в таких случаях рекомендуется устанавливать ВВК под наклоном к полу насыпи (рис. 2).

Рисунок 2. Схема установки вкручивающихся вентиляционных колонок в слое: а – неправильная; б – правильная. Рисунок 3. Увеличение радиуса вентилирования колонкой:
а – накладывание куска ткани в отсасываемую зону;
б – траектории воздуха при использовании куска ткани.
Схема установки ВВК в слое Увеличение радиуса вентилирования колонкой

Во избежание повреждения поверхности пола в хранилищах колонки должны доходить до его поверхности не ближе 20…30 см.

Одним из способов повышения эффективности работы вкручивающихся вентиляционных колонок является применение полиэтиленовой пленки концентрично с колонкой на поверхности зерна. В результате исследований было установлено, что полиэтиленовая пленка практически не влияет на производительность вентилятора, однако ее применение увеличивает радиус и равномерность продувки зерна (рис. 3).

ВВК можно использовать для озонирования зерновых насыпей, которое проводится с целью повышения урожайных свойств семян и удаления сторонних запахов (фото 3).

Применение вкручивающихся вентиляционных колонок позволяет хозяйствам исключить потери влажного зерна в ожидании его сушки, локализовать очаги самосогревания, осуществить промораживание зерна, снизить возможные потери от насекомых и клещей. В целом ВВК существенно расширяют функциональные возможности послеуборочной обработки и хранения зерна.

Литература:
1. Блоховцов В.Д. О некоторых способах обеспечения сохранности зерна в условиях крестьянских (фермерских) хозяйств края. Ставрополь: Кн. изд-во, 1999, 23 с.
2. Дринча В.М. Напольное вентилирование зерна полукруглыми каналами. Кормопроизводство. 2012, №11, с. 47…49.
3. Дринча В.М., Цыдендоржиев Б.Д. Основные концептуальные положения активного вентилирования зерна. //Труды Орловского ГАУ. 2010, №2, с. 36…39.
4. Мельник Б.Е. Вентилирование зерна. М., Колос, 1970, 183 с.
5. Мельник Б.Е., Малин Н.И. Справочник по сушке и активному вентилированию зерна. М., Колос, 1980, 175 с.
6. McLean K.A. Drying and Storing Combinable Crops. Farming Press Ltd. Suffolk, 1989, 281 p.


Читайте также другие статьи по теме зернокомплексы и зерновое оборудование:
Энергосберегающие технологии обработки семян на основе машин нового поколения.
Очистка и сортировка зерна - это Алмаз.
Стройте зернокомплексы по науке.


© AgroPost.ru 2010 - 2017
Все права защищены. При полном или частичном копировании материалов активная ссылка на наш сайт www.agropost.ru обязательна !