Активне вентилювання зернових мас

Реферат на тему:

«Активне вентилювання зернових мас»

Активне вентилювання зернової маси полягає у примусовому її продуванні атмосферним повітрям. Його проводять для збереження якості сирого і вологого зерна, запобігання розвиткові плісені та шкідників хлібних запасів. В окремих випадках його застосовують для прискорення процесу післязбирального дозрівання, вирівнювання температури і вологості зернової маси. Під впливом активного вентилювання змінюється повітря в міжзернових проміжках насипу. За інтенсивністю та характером руху повітря в насипу розрізняють вентилювання пасивне й активне, безперервне й переривчасте.

Пасивне вентилювання, або провітрювання, зерна характеризується малим повітрообміном. Повітря в насипу перемішується переважно через його різну щільність, різницю температур, виникнення або посилення протягів через відкриті двері сховища. Таке вентилювання малоефективне і не забезпечує збереженості зерна.

Активне, або примусове, вентилювання зерна характеризується інтенсивним повітрообміном у насипу. Його проводять за допомогою установок, обладнаних вентиляторами. Буває безперервним і переривчастим. За переривчастого вентилювання період активного продування насипу чергується з періодом зберіганням зерна без продування. Це вентилювання є технологічно перспективним для економії електроенергії та витрат на обробку зерна.

Активне вентилювання зерна використовують з профілактичною метою або для охолодження насипів, їх проморожування, сушіння, дегазації, ліквідації самозігрівання, прогрівання насіння перед сівбою тощо. Режими його залежать від подачі повітря, його температури і вологості, тривалості продування, висоти (товщини) зернового шару.

Профілактичне вентилювання застосовують для збагачення киснем повітря міжзернового простору, вирівнювання температури і вологості в зерновому насипі, ліквідації комірного запаху, зберігання життєздатності насіння, запобігання виникненню осередків самозігрівання та ін. При цьому питома подачу повітря невелика -- ЗО -- 50 м³/т за годину. Його здійснюють періодично, враховуючи температуру і вологість навколишнього середовища і температуру та вологість зерна. Профілактичну обробку сухого зерна і зерна середньої сухості проводять після 1-3 міс. зберігання.

Вентилювання для охолодження зерна. При зниженні температури зерна від плюс 10 °С і нижче у ньому значно гальмуються всі фізіологічні та мікробіологічні процеси. Насипи з такою температурою вважають охолодженими і такими, що мають підвищену стійкість при зберіганні. Спочатку зернову масу охолоджують, використовуючи нічні пониження температури повітря, потім проводять більш глибоке повторне охолодження. Для охолодження сухого зерна і зерна середньої сухості питома подача повітря має становити 50 - 80 м³/т за годину. Загальні його витрати залежать від стану зернової маси. Як правило, для доведення зернової маси до встановлених норм витрачається 1800 - 2000 м³ повітря на 1 т зерна.

Вентилювання для проморожування зерна. Температуру зерна знижують до мінусових значень. Зерно після цього перебуває в анабіозному стані, тобто воно має досить низький рівень життєдіяльності. Процеси обміну речовин і дихання в проморожених насипах знижуються до мінімуму, внаслідок чого сапрофітні мікроорганізми не розмножуються і частково гинуть.

Дозріле сухе насіння, проморожене до температури мінус 25 °С, повністю зберігає свої властивості і не втрачає здатності до проростання. Тривалий вплив такої температури не погіршує технологічних властивостей зерна з підвищеною вологістю, яке призначене для продовольчих та інших цілей.

Вентилювання для сушіння зерна і насіння проводять у камерних сушарках заводів, у сховищах, обладнаних відповідними установками. Так, для уникнення травмування насіння сирої кукурудзи при обмолочуванні качанів їх спочатку сушать, вентилюючи в насипу, а потім обмолочують. Щоб не допустити або звести до мінімуму травмування насіння бобових, соняшнику та деяких інших культур, його також часто висушують у насипу вентилюванням Зерно під впливом теплого атмосферного або трохи підігрітого повітря сохне повільно, оскільки температура повітря становить 15 - 25 °С і питома подача його порівняно невелика (до 200 м³/т за годину). Тому для прискорення сушіння і скорочення його тривалості повітря нагрівають до 35 - 50 °С і збільшують питому подачу до 500 - 600 м³/т за годину.

Вентилювання насінного зерна. Для прискорення післязбирального дозрівання і підвищення енергії проростання та схожості свіжозібраного недозрілого насіння його вентилюють. Крім того, у процесі тривалого зберігання насіння періодично вентилюють для збереження його життєздатності. Часто для забезпечення тривалого зберігання насіння охолоджують або проморожують, а після зимового зберігання перед сівбою його прогрівають у полі трохи підігрітим або теплим весняним повітрям.

Як уже зазначалося, під час зберігання насіння дихає, виділяючи теплоту, вологу і вуглекислий газ. Як живий організм воно гине в безкисневому середовищі. Активне вентилювання насипу освіжає повітря міжзернових просторів, збагачує його на кисень, зберігає життєздатність насіння.

Вентилювання для ліквідації самозігрівання застосовують для швидкого охолодження зерна. Його проводять у будь-який час доби незалежно від погодних умов. Витрати повітря -- 200 м³/т за годину і більше. Закінчують вентилювання при повній ліквідації осередку самозігрівання. Для подальшого підвищення стійкості під час зберігання зерно сушать і надалі контролюють його стан.

Вентилювання для дегазації зазвичай проводять у теплі весняні дні. При цьому немає потреби перемішувати зерно. Тривалість такого способу вентилювання залежить від повноти дегазації, яку контролюють за кількістю залишку фуміганту в зерні.

Отже, активне вентилювання в процесі приймання, обробки та зберігання зерна дає змогу:

оперативно й ефективно запобігати самозігріванню та погіршенню якості свіжозібраного й просушеного зерна, вирівняти його температуру і вологість;

прискорити післязбиральне дозрівання свіжозібраного недозрілого зерна, поліпшити його продовольчі та насінні якості, зберегти життєздатність зерна і насіння при тривалому зберіганні;

поліпшити насінні якості зерна весняним прогріванням насипу
перед сівбою;

охолоджувати і проморожувати зерно, тобто ефективно боротися з шкідниками хлібних запасів на всіх стадіях їх розвитку, перешкоджати розвитку мікрофлори і плісені, скорочувати втрати зерна внаслідок зниження енергії дихання, травмування і розпилення;

скорочувати витрати на обробку і зберігання зерна, механізувати та автоматизувати процеси контролю й обробки насипу.

Для активного вентилювання зерна використовують вентиляційне обладнання різних конструкцій. Кожна установка складається з одного або кількох вентиляторів з електродвигунами, системи підвідних і розподільних повітропроводів та каналів. Використовують установки: стаціонарні із влаштуванням постійних каналів у підлозі складу або майданчика; підлогові переносні, що мають систему переносних повітророзподільних решіток, які кладуть у певному місці на підлогу складу чи майданчика; бункери і силоси; трубні пересувні.

Найпоширенішими серед стаціонарних вентиляційних установок є СВУ-1 і СВУ-2. Установку СВУ-2, яка складається з магістральних каналів, накритих дерев'яними щитами, в типовому зерновому складі розмішують на його підлозі. Магістральні канали по всій довжині мають ширину 40 см, а глибина їх для забезпечення рівномірного розподілу повітряного потоку поступово зменшується від 50 до 7 см. Відстань між осями сусідніх каналів 3,1-3,2 м. Кожні два канали з одного боку попарно поєднані та приєднані до вентиляторів. Кожна пара поєднаних каналів називається секцією.

Стінки каналів викладені цеглою або зроблені з бетону. У верхній частині каналів по боках влаштовано виступи, на які кладуть щити. Між боковими кінцями щитів і вертикальними стінами каналів утворюються щілини завширшки 4,5 см, крізь які повітря, що подається вентиляторами в магістральні канали, надходить у зернову масу, пронизує ЇЇ і вентилює зерно.

Підлогові переносні установки використовують для активного вентилювання зерна на складах, під навісами або на відкритих токах. Установки можна швидко змонтувати в будь-якому місці, пристосувати для роботи у приміщеннях і на майданчиках будь-якої конфігурації та розмірів, з вентиляторами різної продуктивності. Основним конструкційним елементом установок є повітророзподільна решітка.

Найпоширеніша установка цього типу -- підлогова переносна «Промзернопроект» (рис. 1). Кожна її типова секція 1 складається з вентилятора 4, дифузора 3, семи щитів 2, що утворюють магістральний повітропідвідний канал, і 24 повітророзподільних решіток, з яких викладають вісім повітророзподільних каналів по чотири з кожного боку від магістрального каналу. Магістральний канал, у свою чергу, складається з глухих і прохідних щитів, причому в прохідних у бічних стінах є вирізи.

Бункерні установки. Бункер активного вентилювання БВ-25 призначений для активного вентилювання насіння зернових культур і є стаціонарною установкою циліндричної форми (0 3080 мм) з конусоподібним дном.

Стінки бункера виготовлено із штампованої перфорованої сталі. Всередині циліндра по центру вмонтовано циліндричний повітророзподільник діаметром 750 мм, в якому є поршень, що переміщується у вертикальному напрямку за допомогою лебідки, системи тросів і блоків у міру завантаження бункера. При повному завантаженні бункера зерном поршень перебуває у верхньому положенні.

Рівень зерна в бункері фіксується важелем і прапорцем. При потребі повітря підігрівається в електрокалорифері. який монтується біля отвору вентилятора, що подає повітря в бункер. Бункер обладнаний двома пробовідбірниками, перетворювачем для контролю рівня зерна в бункері і трьома регуляторами вологості ВЦК. Регулятор вологості, який вмонтований у нижню або середню частину зовнішньої стінки бункера, вимикає вентилятор при зниженні вологості зерна нижче заданої. Два інших регулятори вологості вмикають або вимикають електрокалорифер.

Найбільша питома подача повітря тоді, коли проводять активне вентилювання з метою підсушування зернової маси або ліквідації в ній процесу самозігрівання. Технологічний ефект вентилювання досягається тим швидше, чим більша різниця між температурами повітря і зернової маси.

Охолоджувати зерно краще вночі, коли температура повітря більш низька і знижується навантаження на лінії електропередач.

Для скорочення часу вентилювання питому подачу повітря часто збільшують до 250 м³/т за годину і більше, однак це пов'язано із значним споживанням електроенергії та витратами на охолодження. Тому встановлюють такі питомі подачі повітря, які б забезпечували необхідне охолодження зерна і запобігали його псуванню і втратам за мінімальних витрат на вентилювання.

У сільськогосподарських підприємствах на практиці частину зерна сушать у нерухомому насипу атмосферним або підігрітим повітрям. Підігрівання повітря лише на 3 - 8 °С значно підвищує його вологоємність, а отже, й сушильну здатність, проте найбільшого ефекту досягають при підігріванні повітря на 10 - 15 °С.

Насип зерна сушать зазвичай при односторонній подачі повітря знизу вгору (на складах, у сушильних камерах) або в поперечному напрямку (в бункерах для вентилювання). Тому для того, щоб уникнути утворення застійних ділянок, які погано продуваються, повітророзподільні пристрої повинні забезпечувати рівномірний розподіл повітря. Для цього відстань між джерелами надходження його в насип не повинна перевищувати 0,5 - 0,6 м. Щоб запобігти утворенню тріщин у зерні кукурудзи, рису, гречки, бобових культур і проса, вентилювання після сушіння насипу здійснюють при поступовому зниженні температури повітря.

Для просушування вологого зерна до вологості 12 - 14 % по всій висоті насипу відносна вологість повітря має становити не менше 55 - 65 %. Така вологість характерна для атмосферного повітря вдень. Якщо початкова відносна вологість повітря висока, його підігрівають.

Повітря підігрівають за допомогою електрокалориферів (ВПЕ-4) або теплогенераторів (ТГ-75, ТГ-150, ВПТ-400, ВПТ-600 та ін.). Як-то треба прискорити сушіння, в установку вмонтовують додаткові вентилятори.

Активне вентилювання і природне охолодження зерна різних культур. Насіння зернобобових культур (гороху, кормових бобів, квасолі та ін.) має досить високу початкову вологість і великий вміст білка (25 -- ЗО %). Щоб запобігти погіршенню якості насіння, не можна допускати його розтріскування. Під час вентилювання температуру підігрітого повітря обмежують з урахуванням початкової вологості насіння (не більше ЗО - 35 °С).

Насіння олійних культур, наприклад соняшнику, за однакових умов зберігання має вміст рівноважної вологи, відмінний від вмісту вологи у злакових. Тому для визначення можливості вентилювання насіння соняшнику слід використовувати спеціально складені таблиці. Насіння олійних культур можна вентилювати повітрям, підігрітим до 60 °С. Підвищені температури повітря прискорюють процес сушіння, однак це призводить до нерівномірного видалення вологи з товщини шару та пересушування нижніх і зволоження верхніх ділянок насипу. І Технологічний процес вентилювання насіння рицини такий самий.

З дрібного насіння найбільш поширене насіння проса. При вентилюванні і зберіганні треба враховувати деякі його особливості. Гладенька поверхня, кругла форма і невеликий діаметр зерен проса зумовлюють понижену шпаруватість насипу -- в середньому 35 % загального об'єму. При механізованому завантаженні насіння проса У сховища насип додатково ущільнюється ще на 2 - 3 %, а при зберіганні і продуванні внаслідок природного ущільнення відбувається подальше зменшення шпаруватості. Все це значно підвищує (більш як удвічі) опірність насипу насіння проса переміщенню крізь нього повітря порівняно із насипом зерна пшениці, ячменю та інших культур.

Просо містить до 5 % олії, більше половини її -- в зародку. При вологості 16 - 17 % і температурі 24 - 25 °С насіння проса пліснявіє Уже через 5 -- 10 днів після закладання, при вологості 20 % і тій самій температурі -- через 1-2 доби. Тому насіння проса з підвищеною вологістю слід терміново вентилювати за допомогою тих самих Установок, що застосовуються для продування зерна інших зернових культур, та зменшувати висоту його насипу.

У зв'язку з підвищеною сипкістю насіння проса та невеликими розмірами місця з'єднання решіток і щитів надійно перекривають мішковиною, заробляють всі тріщини в деревині. Особливості вентилювання проса характерні також для процесу сушіння інших дрібнонасінних культур -- льону, гірчиці та ін.

На відміну від насіння проса, насип зерна кукурудзи в качанах чинить незначний опір рухові через нього повітря (цьому сприяє наявність великих проміжків між качанами). Це призводить до того, що повітря погано поширюється в усі боки від щілин і решіток. Рівномірному сушінню качанів кукурудзи сприяє відстань між щілинами для виходу повітря 0,5 - 0,6 м. При завантажуванні качанів слід запобігати їх самообваленню і накопиченню зерен у різних місцях насипу.

Охолодження й підсушування качанів при вентилюванні сприятливо впливають на збереженість насіння кукурудзи. Завдяки наявності в насипу кукурудзи великих міжповітряних просторів природна аерація в результаті конвекції є досить інтенсивною. З настанням весняного потепління температура насипу качанів кукурудзи швидко підвищується і можливе їх псування внаслідок інтенсивного розвитку плісені. Тому до початку весняного підвищення температури качани кукурудзи повинні бути просушені та обмолочені. Зберігати насіння кукурудзи треба охолодженим.

Дотримання основ технології і режимів активного вентилювання зерна різних культур дає змогу істотно підвищити технологічність цього процесу, надійно забезпечити збереженість партій зерна, що обробляється, зменшити його втрати і витрати на обробку.