Вентилирование зерна вкручивающимися колонками
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:
- охлаждение;
- поддержание сохранности зерна или профилактическое вентилирование;
- подсушка;
- 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 его температуры. 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 его температуры 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 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.
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 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 увлажнения 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:
- Непрерывная вентиляция на протяжении первых двух дней.
- 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.
- 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 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).

Фото 1. Общий вид вкручивающихся вентиляционных колонок: слева - в зерновой массе; справа - колонка в сборе.
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 (таблица 1).
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 |
Примечание к таблице 1: * - 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).

Фото 2. Схема установки вентиляционных колонок вкручиванием в зерновую массу: а - вкрученные колонки в насыпь зерна на току; б - вкручивание колонки.
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 вентиляционных колонок в слое зерна: а - неправильная; б - правильная.
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).

Рисунок 3. Увеличение радиуса вентилирования колонкой: а - накладывание куска ткани в отсасываемую зону; б - траектории воздуха при использовании куска ткани.
ВВК можно использовать для озонирования зерновых насыпей, которое проводится с целью повышения урожайных свойств семян и удаления сторонних запахов (фото 3).

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