Информация для плодоовощного бизнеса СНГ
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.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Георгий Станкевич,
доктор технических наук
Одесская национальная академия пищевых технологий
Обсудить в форуме (2 сообщения)