Хранение RSS

31 августа 2004, 00:00 Проект аграрного маркетинга

Своевременная сушка семян подсолнечника - залог их качества и сохранности

Основной масличной культурой в Украине является подсолнечник. Свежеубранные семена подсолнечника отличаются очень низкой стойкостью при хранении, особенно при высокой влажности, температуре и засоренности. При хранении семян химическим изменениям в первую очередь подвергаются жиры, а затем белковые вещества.

Семена высокомасличного подсолнечника надежно хранятся, если влажность их не превышает 7%, а температура снижена до 10°С и ниже. При влажности выше критической и температуре 20...25°С, характерной для свежесформированных партий семян подсолнечника, в насыпи семян начинается бурное развитие микроорганизмов, интенсивно идут гидролитические и окислительные процессы, что приводит к быстрому ухудшению качества семян подсолнечника как масличного сырья. Даже несколько часов хранения свежеубранных семян высокомасличного подсолнечника влажностью выше критической приводит к массовому самосогреванию и порче, что делает невозможным получение масла высоких сортов.

Самосогревание подсолнечника развивается очень быстро и приводит к полной порче семян, возрастанию кислотного числа масла до 30...35 мг КОН на 1 г жира. Среди причин самосогревания - засоренность (при хранении в одних и тех же условиях влажность органической примеси почти в 2 раза выше влажности семян), а также наличие микроорганизмов в семенной массе, преимущественно неспорообразующих эпифитных бактерий и плесневых грибов [3].

При поступлении в короткие сроки большого количества влажного и сырого подсолнечника, высушить его в потоке не всегда представляется возможным. В связи с этим целесообразно применять различные способы повышения стойкости свежеубранных семян подсолнечника, среди них - активное вентилирование. Сроки временного хранения и режимы вентилирования установлены соответствующими инструкциями. При наличии семян подсолнечника, различающихся по масличности, формируют партии семян по группам масличности. Примерные сроки стойкого хранения семян высокомасличного подсолнечника в зависимости от их влажности и температуры, предложенные Кубанским филиалом ВНИИЗ [3], приведены в табл. 1.

На длительное хранение до переработки следует закладывать семена подсолнечника с засоренностью не выше 2 %, просушенные до критической влажности (6...7 %) и охлажденные до низких положительных температур. Продолжительность хранения при таких условиях составляет 3...6 мес., если температура просушенных семян перед закладкой на хранение или в течение первых 15 суток хранения снижена до 0...10 °С.

Семена подсолнечника влажностью ниже 12%, ожидающие сушку, можно временно разместить в складах, оборудованных установками для активного вентилирования, а с влажностью выше 12 % необходимо сушить немедленно.

На хлебоприемных предприятиях (ХПП) сушку проводят, руководствуясь отраслевым нормативным документом - “Інструкція по сушінню продовольчого, кормового зерна, насіння олійних культур та експлуатації зерносушарок” [1]. Семена подсолнечника, идущие на переработку, сушат, как правило, до влажности 7-8 %, а предназначенные для длительного хранения - до 6-7 %. Перед подачей семян в шахтную сушилку их необходимо очистить от крупных примесей в ворохоочистителе или в сепараторе со следующим набором сит: приемное - с отверстиями Ø16...20 мм, сортировочное - с отверстиями Ø10...12 мм, разгрузочное - с отверстиями 0 10...12 мм и подсевное - с отверстиями размером 2,5х20 мм. Легкие примеси отделяют в пневмосепарирующих каналах воздушным потоком со скоростью 4...6 м/с.

Режимы сушки семян подсолнечника зависят от их начальной влажности и способа сушки и регламентируются инструкцией по сушке [1]. Высшие предельные значения температуры сушильного агента и нагрева семян подсолнечника при различных способах сушки в шахтных прямоточных и рециркуляционных сушилках приведены в табл. 2-4.

Технологическая ценность семян подсолнечника определяется его масличностью. Поэтому важно сохранить количество и качество масла. В процессе сушки может происходить либо синтез, либо распад жировых компонентов. Направленность этих превращений зависит от влажности семян, от температуры и продолжительности их нагрева. При оптимальных режимах сушки содержание масла в семенах подсолнечника увеличивается. В масло переходят сопутствующие ему вещества, содержащиеся в семенах: фосфатиты, каротиноиды, стеролы, воскообразные вещества.

Поскольку при указанных режимах семена подсолнечника можно сушить в сушилках различных типов, рассмотрим кратко их особенности.

Сушка семян подсолнечника в шахтных зерносушилках.

В шахтных зерносушилках сушат до 90% заготавливаемых семян подсолнечника. Высоковлажные семена в этих агрегатах подвергаются двух-, а иногда и трехкратной сушке, при этом нарушается поточность обработки, что значительно затрудняет работу с вновь поступающими семенами. Из-за неравномерности движения семян по сечению шахт при их продувке агентом сушки наблюдается большая неравномерность нагрева семян: у стенок шахт они движутся медленнее, чем в середине, при этом неравномерность нагрева достигает более 10°С. Если же семена содержат сорную примесь, то возможно засорение шахт и нередко загорание сушилки. Поэтому не допускается сушка семян без их предварительной очистки.

При пуске сушилки температуру агента сушки следует установить не выше 80 °С с последующим выходом на рекомендуемую (табл. 2-4). При наличии в семенах подсолнечника сорной и масличной примеси более 5% предельно допустимая температура агента сушки должна быть снижена на 10 °С в каждой зоне. При сушке семян подсолнечника необходимо следить за постоянной загрузкой надшахтных бункеров, не допуская снижения уровня насыпи ниже 1 м. Не реже одного раза в три дня надо освобождать сушилки от семян, тщательно очищать их от сора и продувать атмосферным воздухом.

Из всех зерносушилок шахтного типа лучше использовать для сушки семян подсолнечника спаренные сушилки, например ДСП-32-ОТх2. Они позволяют сушить семена по различным технологическим схемам в зависимости от начальной влажности и требуемого съема влаги. Так, при сравнительно невысокой начальной влажности (до 14%) семена подсолнечника можно высушить за один пропуск по схеме сушка-охлаждение. Обе зерносушилки работают параллельно. При влажности семян от 14 до 20 % целесообразен последовательный пропуск семян через обе сушилки по схеме сушка-отлежка-сушка-охлаждение (вентилятор зоны охлаждения первой сушилки - отключен). При влажности семян выше 20 % охладительную шахту первой зерносушилки можно использовать в качестве сушильной, подключив ее к топке.

Нужно обратить внимание на то, что при недостаточной пропускной способности сушилки может наблюдаться перегрев семян подсолнечника. Так, по данным [4], даже в температурных режимах 80 и 145°С; 90 и 145°С при недостаточном пропуске семян через сушилку они нагревались до температуры 62 и 58°С. И наоборот, при более жестком температурном режиме (120 и 140°С) семена подсолнечника с начальной влажностью 21,8% высушивали до 8,6% при пропускной способности 15,4 т/ч и при этом они нагревались до температуры 45°С.

Модернизация сушилок. Неравномерность нагрева семян по горизонтальному сечению в зоне максимального нагрева семян колеблется в довольно широких пределах - от 40 до 70°С. Семена имеют наибольшую температуру нагрева в пристенных зонах, идущих параллельно коробам, что приводит к перегреву семян, их пересушиванию и даже загоранию. Это объясняется тем, что в пристенных зонах расстояние между крайними коробами и стенкой сушилки примерно в 2 раза меньше, чем между коробами. Кроме того, при загрузке семян в сушилку происходит их самосортирование. Более легкие компоненты стекают к стенкам сушилки, что дополнительно уменьшает скорость движения семян подсолнечника в пристенной зоне.

Поэтому, с целью улучшения работы шахтных сушилок и качества просушенных семян подсолнечника рекомендуется заранее осуществить ряд мероприятий [1-3]. Пристенные ряды воздухораспределительных коробов заменяют на полукороба с установкой их расстоянии 100…115 мм от стенок. Для исключения перегрева семян, над рассекателем надсушильного бункера, расположенного над воздухораспределительной камерой, устанавливают горизонтальную металлическую перегородку. Учитывая пониженную сыпучесть и малую насыпную плотность семян подсолнечника, загрузочные самотечные трубы Ø220 мм заменяют на трубы Ø300 мм и устанавливают их под углом не менее 60°С. Для уменьшения самосортирования семян их в надсушильный бункер подают через 4...5 самотечных труб.

Различные варианты реконструкции шахтных прямоточных зерносушилок приведены также в специальной литературе [1-4].

Сушка семян подсолнечника в рециркуляционных зерносушилках

Рециркуляционные зерносушилки по сравнению с прямоточными обеспечивают возможность одновременной сушки семян различной влажности за один пропуск и имеют более высокие технико-экономические показатели.

Сушку семян подсолнечника в рециркуляционных сушилках надо поручать наиболее опытным работникам. В рециркуляционных сушилках с камерой нагрева, расположенной над тепло-влагообменником, уровень семян подсолнечника следует поддерживать ниже обычного (расстояние от нижней кромки камеры нагрева до поверхности зерновой насыпи должно быть не менее 1,2 м). Нельзя допускать прекращения подачи рециркулирующих семян подсолнечника в камеру нагрева при работающей топке.

Технология сушки зерна рециркуляционных зерносушилок с камерами нагрева в падающем слое заключается в чередовании кратковременного нагрева (2...3 с) смеси семян в восходящем потоке агента сушки при температуре 250...350°С, отлежки нагретой смеси семян, последующем охлаждении и рециркуляции большей части просушенного зерна. За один цикл сушки испаряется сравнительно небольшое (около 2%) количество влаги. Одновременно с сушкой семена очищаются от сорной примеси [3].

Высокотемпературная сушка семян подсолнечника в рециркуляционных зерносушилках благотворно сказывается на показателях качества масла. Так, по данным [3], при нагреве семян в сушилке до 60...70°С происходит снижение кислотного числа, а при более низких температурах нагрева (до 50°С) - некоторое увеличение кислотного числа масла. Однако кислотное число масла снижается при температурах свыше 70°С, и снижение этого показателя тем больше, чем выше температура нагрева семян. Нужно отметить, однако, что при более высоких температурах нагрева семян происходит увеличение травмируемости из-за пересушивания плодовой оболочки. Семена подсолнечника с нарушенной плодовой оболочкой плохо хранятся и быстро портятся.

К недостаткам рециркуляционных зерносушилок с камерами нагрева в падающем слое относится их повышенная пожароопасность. Воспламенение может произойти при температуре агента сушки 205°С и выше в том случае, если в камеру нагрева с накопившейся на стенках масличной пылью попадет искра.

Из рециркуляционных зерносушилок, не имеющих специальных подогревателей для нагрева семян, целесообразно использовать зерносушилку А1-ДСП-50 Карловского машзавода (Полтавская обл.). Эта сушилка может работать и как прямоточная при необходимости снять до 6 % влаги. Этим предприятием в последние годы выпущен ряд новых зерносушилок аналогичной конструкции с производительностью 10, 20 и 25 пл.т/ч, обеспечивающих поточную сушку при хороших технико-экономических показателях работы.

Модернизация сушилок. Для снижения пожароопасности рециркуляционных зерносушилок при сушке семян подсолнечника необходимо: 1) не допускать накопления масличной пыли в камере нагрева и устранять попадание искр из топки в камеру нагрева; 2) равномерно распределять семена по всему сечению камеры нагрева при максимальной загрузке рециркуляционной нории. С этой целью рекомендуется [1-3] зерносушилки снабжать пожаробезопасной камерой нагрева переменного сечения с тормозными элементами в виде конусов на гибких подвесках (в камерах нагрева с тормозными элементами в виде труб наварить снизу вдоль каждой трубы две стальных ленты под углом 45(одна к одной) и использовать двухконтурную схему охлаждения, в топке сушилки устанавливать искрогаситель, а в рециркуляционную шахту подавать агент сушки с температурой 100 ± 10°С, обеспечив таким образом рециркуляционно-изотермический режим сушки. Емкость тепловлагообменника должна быть рассчитана на 15...20 мин нахождения в ней семян. Самотечные трубы монтируют под углом 60°, а их диаметр должен быть на 25% больше, чем для колосовых культур. Днища диффузоров и конфузоров для агента сушки в камере нагрева должны быть установлены под углом 60°…70°. Все это позволяет интенсифицировать сушку семян подсолнечника и обеспечить устойчивую, пожаробезопасную работу сушилки.

В [3] отмечается, что высокотемпературная сушка семян подсолнечника с влажности 29,9% до 7% на модернизированной зерносушилке с двухконтурным охлаждением при температурах сушильного агента 304…310 °С обеспечила нагрев семян подсолнечника в диапазоне 58…61°С. При этом кислотное число масла на 0,19…0,22 мг КОН, эффективность очистки семян в сушилке составила 53…64%, производительность зерносушилки возросла с 28 до 46,5 пл.т/ч, а затраты условного топлива снизились на 1,2 кг. При таких режимах было просушено 6000 т семян и не наблюдалось ни одного случая загорания сушилки или отходов в бункере.

Сушка семян подсолнечника в сушилках барабанного типа.

Для сушки семян подсолнечника в масложировой промышленности применяют барабанные сушилки с дифференцированными режимами сушки, в зависимости от влажности семян. Температура агента сушки должна быть тем выше, чем выше влажность семян. Большими недостатками применения барабанных сушилок являются частичное растрескивание лузги и обрушивание семян, низкий съем влаги за один пропуск через сушилку, низкая производительность.

Сушка семян в барабанных сушилках происходит в пересыпающемся слое семян при его продувке агентом сушки. В барабанных сушилках температура агента сушки в зависимости от влажности семян и производительности поддерживается на уровне 250…350°С, на выходе из сушилки - 50…80°С. Средняя продолжительность пребывания семян в сушилке 14…17 мин.

В барабанной сушилке сушка протекает быстрее, чем в шахтной, но коэффициент заполнения объема барабана семенами составляет 20...25%, в связи с чем количество влаги, испаряемой в 1 м3 пространства барабана, меньше, чем в шахтной зерносушилке.

Жесткие режимы сушки, различное время пребывания семян подсолнечника в барабанных сушилках вызывают неравномерный нагрев и сушку, увеличение лузги и кислотного числа жира, повышенный расход топлива.

Модернизацию барабанных зерносушилок проводят по различным схемам [3]. Одна из них заключается в изменении внутренней насадки барабана. Вторая позволяет организовать поперечную продувку слоя семян (снизу вверх) с образованием кипящего слоя. Предложен также способ сушки семян подсолнечника в пересыпающемся слое в барабанной сушилке с канальной насадкой, которая позволяет получить необходимый съем влаги за один проход при любой начальной влажности и значительно сниженном травмировании семян.

Сушка семян подсолнечника в вентилируемых бункерах.

Для сушки семян подсолнечника применяют бункера СЗЦ-1,5, БВ-25, ОБВ-100, ОБВ-50, К-878, К-839, оснащенные установками активного вентилирования и снабженные двухсекционными электроподогревателями (калориферами) воздуха. При относительной влажности от 75 до 80% может включаться только одна из секций калориферов, а при большей чем 80% регуляторы подключают обе секции и они работают одновременно. Возможна активная сушка семян подсолнечника в вентилируемых бункерах с помощью воздухонагревателей ВПТ-600, ТАУ-0,75 и др. При этом подсоединяют брезентовый рукав к двум или одному бункеру так, чтобы на 1 т семян приходилось около 500 м3/ч агента сушки.

Достоинством вентилируемых бункеров является их простота и доступность. Они не требуют больших капиталовложений, имеют большой срок службы. Применение мягких режимов сушки предотвращает травмируемость семян, что особенно важно для семян подсолнечника.

К недостаткам можно отнести большую продолжительность сушки, значительную неравномерность сушки по влажности между слоями (разнокачественность семян по влажности достигает 1,5...3,5 %), небольшую производительность. Для ликвидации этих недостатков при сушке семян подсолнечника в вентилируемых бункерах используют два варианта.

При первом варианте через каждые 3,5...4,0 ч сушки (первоначальная влажность семян 9...13 %) останавливают вентилятор, и семена перемещают в этом же бункере выпуском их в течение 10...15 мин из бункера и направлением в тот же бункер. Затем процесс сушки продолжается. При втором варианте используются два бункера. В первом бункере сушат семена в течение 2,5...3,5 ч, затем перемещают в другой бункер, где сушку продолжают в течение 3...4 ч.

При послеуборочной обработке семена подсолнечника травмируются. Высокомасличные семена подсолнечника более подвержены травмированию, чем низкомасличные, так как их оболочка тоньше и имеет меньшую прочность. Установлена степень травмирования семян высокомасличного подсолнечника во время перемещения на различном оборудовании [3]. В наибольшей степени семена подсолнечника травмируются на поворотах самотечных труб, нориях и шнеках. Так, при прохождении поворота в самотечной трубе под углом 10° (до поворота длина трубы 7 м) увеличение травмированных семян составило 0,2...0,4% от общей массы семян подсолнечника, при транспортировании в нориях со скоростью ленты 2,2... 2,5 м/с - от 0,6 до 3,0%, в шнеке - от 1,2 до 6,0%. В связи с этим при сушке семян подсолнечника в рециркуляционных зерносушилках необходимо: стремиться по возможности сокращать число циклов рециркуляции переводом сушилок на рециркуляционно-изотермическую сушку, устранять крутые повороты в трубопроводах, смягчать удары при загрузке нории - подавать семена по ходу норийной ленты при скорости не более 2,0 м/с, устанавливать гасители при сбросе семян с большой высоты.

Таблица 1.
Приблизительные сроки стойкой сохранности семян подсолнечника, месяцы
Влажность семян, % Температура воздуха, °С
20 10 1 -10
8 1,5 4,5 Более 6 Более 6
10 0 3,0 Те же Те же
12 0 1,5 5 Те же
14 0 0,5 3,3 Те же
16 0 0 2 Те же
18 0 0 1,3 6
20 0 0 0,5 4,5
22 0 0 0 3
24 0 0 0 2

Таблица 2.
Режимы сушки семян подсолнечника в шахтных прямопотоковых сушилках
Начальная влажность семян, % Пропуск семян через сушилку Предельные температуры, °С
нагрев семян сушильного агента в режиме сушки
одноступенчатом двухступенчатом
первая зона вторая зона
До 15   55 120 120 135
До 20   55 115 115 130
Более 20 Первый 55 110 110 125
Второй 55 115 115 130

Таблица 3.
Режимы сушки семян подсолнечника в рециркуляционных сушилках
(с нагревом семян в камерах с падающим слоем)
Начальная влажность семян, % Предельные температуры, °С
нагрев семян сушильного агента в камере нагрева
До 15 55 250
До 20 55 220
Более 20 50 200
Примечание. В рециркуляционных сушилках с каскадным нагревателем (сушилки А1-УЗМ, А1-УСШ и реконструированные ДСП-32-ОТ с комплектом У1-УКЗ-50) температура агента сушилки на входе в нагреватель не должна превышать 200°С.

Таблица 4.
Режимы сушки семян подсолнечника в шахтных рециркуляционных сушилках без дополнительных приспособлений для нагрева семян
Начальная влажность семян, % Предельные температуры, °С
нагрева семян сушильного агента при режиме сушки
одноступенчатом двухступенчатом
первая зона вторая зона
До 20 55 125 120 135
Более 20 55 120 110 125

Георгий Станкевич,

доктор технических наук

Одесская национальная академия пищевых технологий

Обсудить в форуме (2 сообщения)