Сушим рапс правильно

Конец лета ‒ время уборки урожая озимого рапса. В прошлом году мы поднимали тему правильного хранения маслосемян рапса (часть 1 и часть 2). В этом году продолжим наш цикл, обратив внимание на некоторые особенности сушки маслосемян рапса, а также на болезни и вредителей, способных нанести урон во время хранения урожая.

После технологической операции очистки семена рапса отправляются на сушильные комплексы. Сушка ‒ один из самых трудоемких, энергозатратных и ответственных процессов в технологии. В процессе сушки производители стремятся быстро удалить влагу без негативного влияния на продукт с минимальными энергетическими затратами. В то же время в результате уборки рапса методом прямого комбайнирования семена зачастую поступают на элеваторы с крайне неравномерной и высокой начальной влажностью – до 30% (в отдельных случаях может достигать 40%). Для сохранения основных товарных качественных характеристик рапса необходимо обеспечить его своевременную сушку до критической влажности не более 7–8%. Но не все так просто.

Во-первых, влажные семена, содержащие большой процент масла и белка, имеют большой риск самовозгорания в результате несоблюдения температурных режимов, а также скопления на стенках камеры нагрева, теплообменнике, других элементах сушилок масличной пыли. Поэтому очень важно проводить мероприятия по очистке сушилок в процессе работы, не давать влажному зерну слеживаться в шахтах, образуя непроходные участки, что впоследствии может привести к возгоранию.

Во-вторых, рапс плохо переносит высокие температуры. При тепловом воздействии в семенах рапса происходят физико-химические и биохимические изменения в рапсе, такие как интенсификация процессов прогорания масла, свертывание белка. Это обуславливает необходимость ведения технологического процесса сушки при более мягких режимах, по сравнению с зерном злаковых культур. Поэтому при работе с рапсом производительность сушилки на 60-70% ниже по сравнению с сушкой зерновых и подсолнечника. Если у подсолнечника за один проход можно убрать до 6% влаги, то при сушке рапса все нужно делать поэтапно и убирать за первый проход где-то 2-4% влаги. В то же время рапс отдает влагу значительно быстрее, чем зерновые культуры, поэтому выбор и соблюдение особых режимов сушки в данном процессе очень важны!

Сушка рапса проводится шахтными зерносушилками с прямым нагревом зерна агентом сушки или через теплообменник. Первый способ наиболее продуктивен и эффективен с точки зрения затрат на сушку 1 т*%. Второй способ наиболее безопасен, т.к. исключается прямой контакт зерна с пламенем горелки.

Потерю массы в процессе сушки можно рассчитать из эмпирической зависимости:

где: V ‒ влажность семян перед сушкой,

 V1 ‒ влажность семян после сушки,

m ‒ масса высушенного материала (т),

Um ‒ потеря массы (кг воды).

Если принимается, что вес высушиваемого материала составляет 10 т, содержание влаги перед сушкой ‒ 18%, после сушки ‒ 13%, то потеря массы за счет испарения воды составит 574,7 кг.

Температура агента сушки, которую следует четко соблюдать, чтобы не спровоцировать разрушительное действие темпа на семена. Слишком высокая температура в сочетании с длительным воздействием на семена может привести к их пересушиванию, а в крайних случаях даже к ожогам. В результате пересушивания в семенах снижается содержание ценных аминокислот, увеличивается кислотное число, семена становятся ломкими, что облегчает доступ микрофлоры, и они подвергаются окислению. Кроме того, в пересушенных семенах рапса нарушается процесс разделения масла от жмыха. В результате снижается выход масла, снижается качество жмыха и ухудшается питательность такого корма.

Максимальная температура агента сушки и семена в зависимости от изначальной влажности семян (J. Tys, R. Rusinek et al., 2011)

Второй параметр, который влияет на эффективность сушки ‒ сопротивление прохождению теплового агента через слой семян. Как правило, оно растет с увеличением плотности слоя и, очевидно, его высоты, если учитывать вертикальную циркуляцию агента.

Максимальная высота слоя зависит от диаметра силоса, в котором происходит сушка (рис. 1). Если сравнивать семена гороха, пшеницы и рапса, то лучшими «вентиляционными» свойствами будут обладать семена гороха, а худшими ‒ семена рапса, что определяет небольшую высоту насыпи. Рапс ‒ мелкая культура, расстояние между семенами небольшое, следовательно, скважистость низкая, поэтому для вентиляции требуется большее давление воздуха для преодоления сопротивления зернового слоя.

Рапс склонен к текучести. Угол естественного откоса рапса при влажности 7-8% равен 19-25°, что в среднем в 1,5 раза меньше, чем у зерна пшеницы. Это предопределяет необходимость тщательной герметизации всех стыковочных швов производственного оборудования, потому перед загрузкой зерносушилки обязательно нужно проверить и устранить все «течи»: наличие щелей, неплотных примыканий деталей оборудования недопустимо. Также необходимо отрегулировать рамы затвора выпускного устройства — выгрузной стол. Установить минимальный зазор между подвижной и неподвижной рамами выпускного устройства.

Активное вентилирование – один из важнейших технологических приёмов послеуборочной обработки и хранения зерновых масс. Под активным вентилированием понимают интенсивное принудительное продувание наружного воздуха через неподвижную насыпь зерна. Этот метод применяется как для охлаждения или предохранения влажного зерна от самосогревания, так и для сушки.

Охлаждение – это обмен тепла и влаги между семенами и холодным воздухом в качестве охлаждающего агента. Охлаждают семена атмосферным и искусственно охлажденным воздухом. В условиях Беларуси за счет суточных перепадов температур воздуха можно охладить семена до 10-12 °С в августе и до 5-7 °С в сентябре. Скорость охлаждения зависит от удельной подачи воздуха в насыпь, разности температур между семенами и воздухом, высоты насыпи, допустимого срока вентилирования и состояния семян.

Для активного вентилирования семян с целью их сушки используют атмосферный пли подогретый воздух. Результаты производственных испытаний свидетельствуют о сохранении основных товарных и семенных параметров и относительно невысоких энергозатратах на сушку с применением активного вентилирования. Мягкие температурные режимы обеспечивают полное сохранение всхожести и энергии прорастания рапса, что позволяет его использовать для сушки зерна семенного назначения.

К недостаткам сушки методом активного вентилирования можно отнести невозможность большого снижения влажности семян, а также длительность процесса, который занимает гораздо дольше, чем традиционный способ сушки.

Скорость сушки зависит от насыщенности воздуха водяными парами, температуры воздуха, влагоотдающей способности зерна и семян, удельной подачи воздуха, допустимой продолжительности сушки.

Для сушки зерна вентилированием летом и ранней осенью используется теплый атмосферный воздух с относительной влажностью не более 65-75%. Такая сушка идет медленно и требует большого расхода воздуха. В условиях Беларуси для съема 1% влаги при подаче воздуха 100 м³ требуется свыше трех суток. Чтобы не испортить зерно и семена, сушить их больше 6-10 суток нельзя, а поэтому удельная подача воздуха при сушке должна быть значительно больше, чем при охлаждении (более подробно об этом методе можно узнать из методички «Активное вентилирование зерна и семян», В.В. Цык, УО «БГСХА», 2006, размещенной в свободном доступе в Интернет).

Семена рапса отличаются более высокой электропроводностью, чем зерно злаковых культур, и для них требуется принудительный поток холодного воздуха. Преимущество такой системы в том, что она долго держит низкую температуру, а недостаток ‒ в слабом тепловыделении, вызывающем риск образования очагов самосогревания и возгорания с высокой локальной температурой, которые трудно обнаружить. Такие участки очень опасны, так как становятся причиной неблагоприятных процессов, создающих угрозу для всей партии семян.

Это имеет ключевое значение для количества и расположения датчиков в хранилище. Электропроводность рапсовой массы составляет около 0,54-0,63 кДж/мч. Это значит, что если источник тепла с температурой 70 °С находится на расстоянии 1,5 м от датчика, он будет показывать температуру 25 °С (рис. 2). Вот почему так важно, чтобы при сушке и хранении рапса работала система мониторинга температуры и влажности семян.

Как показывают исследования, проведенные в Институте агрофизики Академии наук Польши в 2009-2010 гг., расстояние от источника тепла более 0,7 м уже может быть барьером для обнаружения изменений температуры в рапсовой массе (Rusinek, 2010). Это связано с низкой пористостью слоя (высокой плотностью), которая усугубляется примесями и давлением верхних слоев.

По данным польских экспертов, подходящая температура для длительного хранения влажных семян рапса методом активного вентилирования ‒ 10-12 °С. Использование более низких температур рекомендуется при высокой влажности семян (более 12%), партий с большим количеством примесей, поврежденных и незрелых семян.

Испытания, проведенные в условиях, имитирующих промышленные элеваторы, показали, что безопасно хранить семена с влажностью 11% при температуре 7 °С и под нагрузкой, которая может возникнуть в силосе, можно на протяжении около 60 суток. Следует, однако, отметить, что семена при хранении не проветривались, что повлияло на накопление влаги и тепла в результате дыхания и развитие микроорганизмов на семенах.

Двухэтапный метод сушки рапса, практикуемый в странах ЕС, заключается в предварительном подсушивании семян до влажности на 2-3% выше конечной (целевой). Затем подсушенную массу помещают в силосы, где она подвергается непродолжительной 5-8-часовой выдержке. Этот период используется для выравнивания влажности отдельных семян, что снижает их растрескивание. Следующий этап – механическое проветривание массы, в ходе которого испаряется вода, скопившаяся в промежутках между семенами.

Такой комбинированный способ сушки обеспечивает значительную экономию энергии (до 25%), высокую сохранность семян и ощутимый экономический эффект. Экономия происходит за счет нагрева проходящего воздуха теплыми семенами. Для охлаждения 1 т зерна потребуется воздух в объеме около 50 м³/ч.

При хранении семена рапса более чувствительны к заражению, чем зерно злаковых культур, особенно при длительном хранении без вентилирования и контроля температуры. Наличие поврежденных, недосушенных, недозрелых семян приводит к быстрому развитию вредных организмов.

Список литературы находится в редакции.

Подготовлено по материалам журнала "Наше сельское хозяйство", 2023 год.