20.03.2021
Вторая серия спецпроекта ProCушка посвящена сушению подсолнечника. Об этом процессе нам рассказали специалисты нескольких элеваторов, эксперты рынка и представители KMZ Industries.
Пошагово с процессом сушки подсолнечника мы знакомились на элеваторе «Зоря», который находится в пгт Великий Бурлук Харьковской области.
Но прежде чем перейти к технологии работы с подсолнечником на элеваторе, расскажем о свойствах самой культуры.
Технологическая ценность семян подсолнечника определяется их масличностью. Поэтому важно сохранить количество и качество масла. В процессе сушки может происходить либо синтез, либо распад жировых компонентов. Направленность этих преобразований зависит от влажности семян, от температуры и продолжительности их нагрева.
Из всего многообразия факторов, влияющих на характер и интенсивность окислительных и гидролитических процессов в семенах, первостепенное значение имеют исходная влажность, температура насыпи и качество семян.
Содержание влаги — главное условие для увеличения интенсивности дыхания семян.
«Однако усиленное дыхание начинается только тогда, когда их влажность достигает определенной величины. Семена высокомасличного подсолнечника надежно хранятся, если их влажность 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 высокомасличного подсолнечника, в насыпи семян формируются условия для бурного развития микроорганизмов, интенсивно идут гидролитические и окислительные процессы, что приводит к быстрому ухудшению качества семян подсолнечника как масличного сырья»,— подчеркивает к.т.н., доцент кафедры технологии хранения зерна, научный руководитель научно-исследовательской лаборатории «Оценки качества зерна и хлебопродуктов» Алла Борта.
Она говорит, важное значение для сохранности качества подсолнечника имеет также исходное кислотное число масла в семенах. Наиболее устойчивы к хранению семена подсолнечника, имеющие кислотное число масла до 1 мг КОН.
Как отмечают на элеваторе «Зоря», так как у подсолнечника меньше плотность — уменьшается сыпучесть, и он медленнее, чем остальные культуры, движется по самотекам. Поэтому при работе с подсолнечником производительность транспортного и сушильного оборудования падает почти в 3 раза.
При приеме подсолнечника в лаборатории элеватора «Зоря», как и следует по стандарту, отбирают пробы из партии, определяют сорность, влажность и наличие карантинных сорняков, в частности амброзии.
Пошагово это выглядит так:
Как рассказали на элеваторе, в 2020 году наличие амброзии в подсолнечнике стало ощутимой проблемой.
«Если мы видим, что есть амброзия, мы дополнительно отбираем пробу 1 кг и высчитываем, сколько штук семян амброзии в килограмме продукции. Если это количество превышает 100 штук — подсолнечник направляем на подработку», — говорит начальник ПТЛ элеватора «Зоря» Вита Юрьева.
По ее словам, чтобы найти оптимальный размер сит для отбора амброзии на сепараторе, пришлось поэкспериментировать. Сначала попробовали использовать рекомендуемые для подсолнечника сита с размером ячеек 1,7*20, но они не отбирали амброзию. Затем взяли решета с ячейками 2,2*20 — но на них много подсолнечника ушло в отходы.
«В результате выбрали решета с отверстиями размером 2,0*20. Конечно, эти решета не отбирают амброзию полностью, потому что она разная по размеру, есть мелкая и крупная, но это наиболее оптимальный вариант», — рассказывает Вита Юрьева.
Директор элеватора Александр Яницкий уверен, с амброзией нужно более активно бороться на полях, а не на элеваторе. Сегодня на наличие карантинных сорняков очень жестко реагируют даже МЭЗы, не говоря уже о трейдерах и импортерах.
Еще один очень важный показатель качества — влажность семян. Как нам рассказали на элеваторе, в сезоне 2020/2021 к ним привозили партии подсолнечника с минимальной влажностью 3,6%, а максимальной — 17,8%.
«В прошлом году (2020, прим. ред.) из одного хозяйства нам привезли подсолнечник с влажностью 3,6%. Начали делать экспресс-анализ этого подсолнечника на влажность на влагомере РМ-450, а он не показывает влажность вообще. Пришлось определять этот показатель на сушильном шкафу»,— делится аномальными примерами из практики Вита Юрьева.
Средняя же влажность подсолнечника, который попадал в 2020 году на элеватор «Зоря», была —10,8%. Высушивали его до 8%. Из почти 15 тыс. т принятого подсолнечника через зерносушилку пропустили около 7 тыс. т.
По словам начальника ПТЛ, в очень сухом подсолнечнике показатели масличности также ниже нормы. С начала уборки подсолнечник шел с масличностью 43-44%, а затем выровнялся до 45%, были показатели даже 48%.
Перед сушкой на элеваторе «Заря» подсолнечник обязательно пропускают через скальператор. А вот сепаратор используют в зависимости от показателей сора.
«Если показатели по сору не превышают 5%, то перед сушкой подсолнечник мы не чистим. Доочищаем его уже при отгрузке. Но когда семена очень сорные, то перед сушилкой обязательно направляем их на сепаратор», — объясняет Вита Юрьева.
Для очистки подсолнечника на «Зоре» используют сепаратор БСХ-300.
«Засоренный подсолнечник обязательно нужно чистить,— советует коммерческий директор KMZ Industries Александр Небесский.— В засоренном продукте движение происходит неравномерно, ухудшается сыпучесть зерна. Это приводит к образованию зон, которые не подлежат влагообмену и перегреваются. Если туда попадают раскаленные радикалы, происходит возгорание: ведь горячая масса загорается легче, чем холодная».
Кроме того, засоренность подсолнечника приводит к загрязнению сушилки. Пыль оседает на внутренних поверхностях оборудования и под действием постоянного нагрева также может привести к возгоранию. Любую зерносушилку нужно чистить от пыли, поэтому она должна быть оснащена внутренними лестницами и площадками обслуживания. Помимо очистки, по правилам, раз в неделю следует полностью опорожнять сушилку, чтобы избежать залегания зерна. При работе же с подсолнечником это стоит делать каждые три-четыре дня.
И еще одна рекомендация: если вы работаете с семенами подсолнечника, зону захвата воздуха в горелку стоит дополнительно защитить или оснастить аспирационными установками — они будут удалять из воздуха, подаваемого в зерносушилку, пыль и мелкий сор. Не лишним будет установить и дополнительные датчики вибрации на вентиляторы: они будут получать осевое биение и сигнализировать о том, что лопасти не почищены — так удастся избежать неисправности оборудования и, собственно, самого пожара.
Есть еще ряд моментов, которые следует учесть, чтобы избежать неприятностей при работе с подсолнечником. На них обращает внимание Александр Небесский:
На элеваторе два оперативных силоса вместимостью 500 и 250 тонн. В них накапливают очищенное зерно перед сушкой.
«Накапливаем партию зерна, чтобы потом не «дёргать» зерносушилку остановками. Если сушилку запускать в работу с малыми партиями подсолнечника, снижается экономичность работы», — говорит директор элеватора Александр Яницкий.
По словам начальника ПТЛ элеватора «Зоря» Виты Юрьевой, разница партий подсолнечника по влажности не должна превышать 5%, иначе невозможно добиться равномерных показателей по влажности при выходе зерна из сушилки.
В зависимости от показателей влажности регулируется и время накопления подсолнечника в оперативных емкостях.
«Если влажность подсолнечника, к примеру, 10–12%, мы можем его хранить до двух суток. А вот при влажности 17% хранить вообще нельзя — мы сразу направляем такое зерно на сушилку», — объясняет начальник ПТЛ.
В свою очередь директор элеватора объясняет, для того чтобы подсолнечник с влажностью более 12% можно было какое-то время накапливать в оперативных емкостях, в этих емкостях желательно иметь активную вентиляцию. На элеваторе «Зоря» оперативные емкости активной вентиляцией оснащены.
На элеваторе «Зоря» подсолнечник сушат на шахтной зерносушилке Brice-Baker SCN-16/48 производства KMZ Industries.
«Сушилка такая же, как на «Ланновской МТС», однако имеет две отличительных особенности — бОльшую производительность (112 т/ч по пшенице при снятии 5% влажности) и изменения в конструкции. В зерносушилке элеватора «Зоря» установлен шнек для удаления отходов, который заведен в рядом стоящую норийную башню. Это позволяет все аспирационные отходы собирать не в мешки, как на «Ланновской МТС», а в специальный бункер. На элеваторе «Зоря» зерносушилка размещена очень плотно между силосами и рабочей башней, к ней нельзя подъехать, поэтому такое решение с отводом отходов имеет свое рациональное объяснение»,— говорит директор департамента клиентского сервиса KMZ Industries Роман Штельмах.
Технологию сушки подсолнечника на зерносушилке Brice-Baker SCN 16/48 объяснил сменный мастер элеватора «Зоря» Валерия Доля:
«Мы загружаем зерносушилку из двух наших оперативных емкостей. Их вполне хватает, чтобы обеспечить беспрерывную работу зерносушилки при съеме 2–2,5% или даже 3-4% влажности. После загрузки включаем сушилку и с помощью автоматизации контролируем ее работу. В сушке две рабочие зоны — это зона нагрева и зона охлаждения. Также здесь две горелки. За один проход мы снимаем нужное количество влаги».
По словам Валерия Доли, процесс сушки продукта начинается с кольцевания зерносушилки. Этот процесс продолжается, пока не будут достигнуты нужные показатели по влажности.
«Когда зерносушилка работает в режиме сушки, оператор каждые 15 минут делает анализ влажности зерна. Выходит, отбирает пробы и с помощью прибора РМ-450 определяет влажность. Все показатели влажности и время отбора вносит в лабораторный журнал. Когда он видит, что подсолнечник достиг кондиционной влажности, начинает переводить сушилку в режим сушки в потоке, проводя одновременную подпитку сырым зерном и выпуск сухого зерна», — рассказывает сменный мастер.
Шахтную зерносушилку можно вывести на режим тремя способами:
«При выходе на поток пересушивать зерно недопустимо, это ответственность зерносушильщика, его профессиональное мастерство,— добавляет директор департамента клиентского сервиса KMZ Industries Роман Штельмах. — Контроль же влажности на выходе может быть организован автоматический или как в данном случае — с выходом оператора к сушилке. По этому поводу есть два мнения, и оба правильные».
Одни убеждены: автоматический режим сушилки — это необходимость, которая облегчает работу зерносушильщика. В таком случае автоматически регистрируется весь процесс сушения, и в спорных ситуациях (особенно, если оказываете услуги) можно проверить «протокол» событий и т.п. Да и 4-я индустриальная революция обязывает автоматизировать процессы. Но тогда надо делать и автоматизированный отбор проб для лаборатории с целью контрольного замера.
А вот второе мнение — отбор проб вручную будет «forever and ever». Поскольку, выходя к сушилке, оператор становится зерносушильщиком: не просто оператором, а именно зерносушильщиком. И тогда при отборе проб мастер своего дела произведет осмотр сушилки, прислушается к работе окружающего оборудования, а в пробе не только проверит влажность и температуру, но и проведет органолептическую оценку результата сушки (цвет, запах и пр.)».
В свою очередь коммерческий директор KMZ Industries Александр Небесский подчеркивает, зерносушилки шахтного типа с возможностью рециркуляции продукта очень комфортны именно для работы с подсолнечником.
«Продукт проходит через сушилку 2-3 раза: такой тип сушки обеспечивает постепенное снятие влаги, а значит — бережное сушение. Кроме того, постоянное перемешивание продукции при повторных циклах усиливает тепло- и влагообмен», — говорит представитель KMZ Industries.
Он также советует сушить подсолнечник медленно, потому что скорость сушки в данном случае — пагубный фактор. Повышение температуры агента сушки приводит к повреждению (трещинам) оболочки зерна. В результате получается некачественной продукт на выходе из зерносушилки. В поврежденном зерне ускоряются неблагоприятные биохимические и микробиологические процессы. Все это будет влиять на ухудшение качества продукции при хранении, содействовать самосогреванию зерновой массы и, в худшем случае, может привести даже к возгоранию.
Что касается температурных режимов, то на элеваторе «Зоря» при сушке подсолнечника используют такие максимальные показатели температур:
Хотя агент сушки могут доводить и до более высоких показателей — до 125 °C.
При этом температура внешней среды, по словам специалистов элеватора, на подбор температуры теплового агента кардинально не влияет, потому что зерносушилка утепленная.
Как уже говорилось выше, при работе с подсолнечником повышается риск воспламенения продукта в зерносушилке, а то и самого агрегата. Вместе с агентом сушки в зерносушилку может попадать пыль и прочий мусор, что приводит к последующему возгоранию.
На элеваторе «Зоря» признаются, что у них несколько раз тоже были случаи задымления, но до пожара не доходило — операторы успевали вовремя среагировать. Однако такие тревожные сигналы заставили специалистов элеватора искать выход. И они его нашли.
На зерносушилке на месте входа извне воздуха для приготовления сушильного агента установили решетки с мелким рассевом. Это предотвращает всасывание пыли и попадание ее в зону горелки. По признанию специалистов элеватора, после этого не было ни одного задымления.
На элеваторе «Зоря» анализ на масличность делают на экспресс-анализаторе «Инфратек» до сушки и после сушки подсолнечника. Для этого анализа семена размалывают. Масличность определяют по среднесуточным пробам.
По словам Виты Юрьевой, показатели масличности до сушки и после сушки практически не меняются — если есть расхождение, то оно составляет 0,4–0,5%.
«На содержание масла в подсолнечнике процесс сушки почти не влияет. Увеличить этот показатель не получится, а вот уменьшить можно, если нарушить температурный режим и «прожарить» семена»,— подчеркивает специалист.
Элеватор «Проминь» расположен в Николаевской области. В 2020 году из-за сложных климатических условий подсолнечник шел сухой и щуплый. Сушить его не приходилось. Однако в предыдущие сезоны такая практика на элеваторе была.
Сегодня при работе с подсолнечником в этом регионе на первый план выходит очистка. Владимир Бойко настаивает на том, что регулировать сорность подсолнечника необходимо еще в период сбора урожая. А для этого нужно правильно настраивать комбайн. Если техника не настроена, зерно поступает загрязненное, как следствие необходимо затрачивать больше усилий и энергоресурсов на его очистку.
«В 2020 году подсолнечник шел с сорностью от 5 до 7%. Такой сор, если сушить семена, очень влияет на пожароопасность. Поэтому подсолнечник с подобными показателями обязательно перед сушкой необходимо пускать на первичную очистку», — подчеркивает Владимир Бойко.
На элеваторе зерно сушат на ДСП-50 (еще одна модельная линейка зерносушилок производства KMZ Industries). При сушке подсолнечника тепловой агент доводят до температуры 60–70 °C.
«Загружаю в зерносушилку 28 т подсолнечника — это 80% объема сушилки. Влажность семян, к примеру, 10%. Включаю газовую горелку и выставляю температуру 70°C. Если влажность ниже — довожу температуру теплового агента до 60 ℃. Топка нагревается около часа, в это время каждые 10 минут я отбираю пробы и делаю анализ подсолнечника на влажность»,— рассказывает алгоритм своей работы зерносушильщик «Проминя».
По его словам, граничная температура теплового агента, с которой приходилось работать с подсолнечником на других горелках, 80–85 °C — при этом влажность семян была 11-12%.
Владимир Бойко акцентирует внимание начинающих коллег на том, что без сырья нельзя нагревать зерносушилку, должно быть 80% заполнения, иначе зерносушилку «поведет», то есть начнет коробиться металл.
Отдельное внимание также нужно уделить чистке сушилки.
«Само зерно не воспламеняется, возгорается в основном пыль, которая накапливается в шахтах, на ребрах и изгибах. Поэтому при работе с подсолнечником сушилку нужно чистить после просушки каждых 500–600 тонн семян. Мы останавливаем сушилку и обдуваем ее «дуйками»,— делится опытом Владимир Бойко.
Технологии работы с подсолнечником, как и с кукурузой, зависят от конкретной сушилки и конкретного элеватора. Есть, конечно, предельные температурные режимы, которые нежелательно превышать. Для теплового агента при работе с подсолнечником — это 75°C, для самого зерна — не больше 55°C. Но такую температуру зерна можно использовать только, если в сушилку попадает чистый нагретый воздух без сора. А вот если конструкция сушилки такова, что попадает сор, — нагревать подсолнечник до 55°C нежелательно. Всем известно, что подсолнечник легко воспламеняется, и малейший недосмотр приводит к пожару. Поэтому главное правило при работе с этой культурой — очистка зерносушилки.
Интенсивность попадания пыли в сушилку при заборе воздуха зависит от конструкции зерносушилок. Рассмотрим так называемые сушилки «сетка в сетке». Они идентичны по конструктиву, поэтому у них похожие беды. Вентиляторы затягивают воздух для охлаждения продукта, воздух проходит через зерно, а потом направляется на горелку. Но проблема в том, что при прохождении через подсолнечник воздух подхватывает все мелкие летучие фракции из семян и несет их в зону нагрева. Там эти мелкие частички превращаются в «искорки», «искры» могут упасть на сор, который залежался на стенках сушилки. Последствия понятны.
Чтобы избежать таких ситуаций, нужно чаще качественно чистить зерносушилку, вплоть до того, что спускать все зерно и очищать агрегат струей воды под давлением. При этом обращайте особое внимание на те места, где скапливается этот мелкий сор.
Если подсолнечник с поля идет грязный, и вы его пропускаете только через грубую очистку, желательно чистить сушилку один раз в сутки. И за смену зерносушильщик должен хотя бы раз проверить зерносушилку визуально.
Можно, конечно, подумать над добавлением искрогасителей, то есть сеток, которые бы отфильтровывали мелкие частички из воздуха, чтобы они не попадали в зону горелки. Но в таком варианте нужно сбалансировать размер ячеек в этих сетках, чтобы не уменьшить подачу воздуха и не снизить производительность сушилки.
Есть, правда, среди башенных зерносушилок исключение. В сушке MEYER вентиляторы всасывают воздух из атмосферы и под давлением через зерно выдавливают опять в атмосферу. На горелку подается чистый воздух, поэтому они менее пожароопасны.
В модульных зерносушилках проблемы иного плана. Если там, например, 8 или 12 модулей, то одна треть зерна пересушивается, вторая треть выходит более-менее нормальным, а еще одна треть — недосушивается.
В шахтных тоже есть вопросы с накоплением сора в углах конструкции. Если, к примеру, подсолнечник плохо очищен, то в зоне нагрева при попадании искры в накопившийся сор может начаться тление. Постепенно это тление перерастает в возгорание. Если сушильщик вовремя среагирует, то пожара не будет, а если проспит, будет беда.
Резюмируя все сказанное, в работе с подсолнечником нужно выполнять два главных правила — во-первых, взвешенно подходить к вопросу очистки зерна через сепараторы, а во-вторых, регулярно чистить саму зерносушилку. Ну и зерносушильщик должен быть очень внимательным в процессе сушки, потому что безопасность процесса очень во многом зависит именно от него.
Ну и последняя особенность работы с подсолнечником, которую хотелось бы отметить. Чтобы бережно и эффективно просушить эту культуру, ее нужно 2-3 раза пропустить через зерносушилку, чтобы проделать очередную очистку, так как на входе зерно очень влажное, и не весь мусор, особенно если он мелкий, отделяется при первой очистке. Ну и при повторном пропуске через зерносушилку подсолненчик лучше перемешивается, что особенно актуально для модульных зерносушилок.
На предприятии подсолнечник перед сушкой вообще не чистят. Однако эксперт предостерегает — подобный опыт нельзя перенимать слепо, иначе может загореться зерносушилка. В работе каждого предприятия есть свои нюансы, и на технологию сушки влияет очень много факторов, начиная с конфигурации зерносушилки.
Сергей Щербань категорически не рекомендует сушить подсолнечник без очистки на модульных зерносушилках.
«На модульных зерносушилках горелки стоят в максимальной близости с зерном. Вентиляторы могут засасывать частички сора извне, эти частички воспламеняются и, не успевая потухнуть, попадают в прямой контакт с зерном — там все раздувается и идет воспламенение»,— объясняет эксперт механизм работы с подсолнечником на модульных зерносушилках.
Он считает, при работе с модульными зерносушилками обязательно нужна скальперация и желательно аспирация. Не следует пренебрегать грубой очисткой подсолнечника и при подготовке к сушению на шахтных зерносушилках. Отобрать скальператором невымолоченную шапку подсолнечника, чей-то тапок или гаечный ключ явно не помешает.
По мнению эксперта, для современных шахтных зерносушилок легко витаемый сор менее опасен. Горелка в таких сушилках расположена на достаточно большом расстоянии от контакта с продуктом — в 5- 10 метрах. Таким образом, частицы сора, которые засасывает вентилятор, перегорают, не доходя до зерна, и возгорания удается избежать. Однако и с шахтными зерносушилками необходимо быть «на чеку» и по возможности минимизировать приближение легко витаемого и легко воспламеняемого сора к горелке.
Сушку подсолнечника без очистки на «Белозаводском элеваторе» Сергей Щербань объясняет сугубо экономическими выгодами.
«Отходы подсолнечника можно выгодно продать в более поздние периоды. Но если чистить подсолнечник перед сушкой, отходы будут влажными, следовательно, долго их хранить не получится. Придется продать в активный сезон, когда цена на отходы минимальная. Мы, имея шахтную зерносушилку, у которой горелка расположена на значительном расстоянии от непосредственного контакта с продуктом, можем себе позволить не чистить зерно перед сушкой и сушить его достаточно агрессивно»,— говорит руководитель.
Он отмечает, конструкция зерносушилки влияет также на технологию сушения.
«Если зерносушилка модульная, то сушить подсолнечник нужно при температуре сушильного агента 40-50 °C. На шахтной зерносушилке мы доводили температуру сушильного агента и до 100℃. Конструкция сушилки позволяет нам это делать. А вот сам подсолнечник я бы не рекомендовал нагревать выше 38 °C»,— говорит Сергей Щербань.
Он объясняет, что температура зерна зависит от температуры сушильного агента и от времени выгрузки. Это называется энергетический баланс. При сушке взаимодействуют два продукта — это сушильный агент и зерно. У каждого своя влажность и температура. Оба стремятся выровнять между собой эти два показателя. Зерно равняет к своим показателям влажность сушильного агента, а сушильный агент, в свою очередь, отдает зерну температуру, чтобы сравняться с подсолнечником в этом показателе. И если нагреть подсолнечник выше 50℃, при остывании он еще «выбросит энергию».
«При нагревании подсолнечника до 55 °C вступает в действие закон поверхностного натяжения. Молекула воды в подсолнечники имеет такую энергию, что способна прорвать поверхностное натяжение зерна и вырваться извне. То есть, если сказать просто — когда вы нагреваете подсолнечник до 50-55 °C, вы задаете влаге, которая находится в зерне, энергии с запасом. При охлаждении или отлёжке семян эта энергия будет ещё сильнее и даст возможность молекулам воды больше вырываться из зерна. После выхода из зерносушилки зерно будет еще досушиваться. И если на выходе у вас датчик покажет 7% влаги, то в зерне ещё имеется достаточно большое количество энергии, которая способна при охлаждении и отлёжке доотдать влагу. Таким образом, через время зерно будет еще с более низкими показателями по влаге. Поэтому температура зерна 45 °C и выше говорит о том, что зерно будет пересушено»,— объясняет Сергей Щербань.
Еще один момент, на который необходимо обращать внимание в любой зерносушилке, независимо от конструктива — это выгрузка. Она должна быть равномерной, без застоя, прикипания и коксования продукции. В противном случае при любом попадании воспламененной соринки в места коксования гарантировано воспламенение.
Эксперт советует следить за этим постоянно и системно — не один раз в неделю, а несколько раз в смену. Для удобства визуального наблюдения можно использовать дополнительные окошки, вырезанные в шахте зерносушилки.
Оригинал статьи опубликован на сайте Elevatorist.com.
+38 (05346) 221 38 ,
39500, Украина, Полтавская обл.,
г. Карловка, ул. Сергея Нигояна, 2
+38 (050) 435 76 97 ,
sales@kmzindustries.ua ,
02002, Украина, м. Киев,
ул. Никольско-Слободская, 2В, офис 157