Обработка зерна после уборки урожая играет критически важную роль в обеспечении его долгосрочного хранения и сохранении питательной ценности. Традиционно зерно подвергается сушке для снижения влажности, что предотвращает развитие плесени и бактерий. Однако существуют альтернативные методы обработки, такие как дробление и плющение зерна, которые могут влиять на энергозатраты и качество конечного продукта.
Сушка зерна - это процесс удаления влаги из зерновой массы до безопасного уровня, который обычно составляет 14-15% для большинства зерновых культур. Это необходимо для предотвращения роста микроорганизмов, таких как плесень и бактерии, которые могут привести к порче зерна и образованию токсичных веществ.
Существует множество технологий сушки зерна, которые можно классифицировать по различным признакам:
1. По принципу теплообмена:
• Конвективная сушка: Наиболее распространенный метод, основанный на обдуве зерна горячим воздухом. Включает в себя зерносушилки шахтного, барабанного, рециркуляционного и других типов.
• Кондуктивная сушка: Зерно нагревается при контакте с горячей поверхностью. Используется реже, например, в сушильных шкафах.
• Радиационная сушка: Зерно нагревается инфракрасным или микроволновым излучением. Более дорогостоящий метод, но обеспечивает более равномерную сушку.
2. По температурному режиму:
• Высокотемпературная сушка: Используется при температуре воздуха выше 60°C. Обеспечивает быструю сушку, но может негативно повлиять на качество зерна.
• Низкотемпературная сушка: Используется при температуре воздуха до 40°C. Более щадящий режим, но требует больше времени и энергии. Часто используется естественная вентиляция или активная вентиляция с подогревом воздуха.
3. По способу организации воздушного потока:
• Прямоточная сушка: Горячий воздух проходит через слой зерна в одном направлении.
• Противоточная сушка: Горячий воздух проходит через слой зерна в противоположном направлении. Более эффективный метод, так как позволяет использовать тепло воздуха более полно.
Факторы, влияющие на энергозатраты при сушке зерна:
• Начальная влажность зерна: Чем выше начальная влажность, тем больше энергии требуется для удаления влаги.
• Конечная влажность зерна: Чем ниже требуемая конечная влажность, тем больше энергии необходимо затратить.
• Тип зерносушилки: Разные типы зерносушилок имеют разную энергоэффективность.
• Температура и влажность окружающей среды: В холодных и влажных условиях требуется больше энергии для нагрева воздуха.
• Вид топлива: Использование различных видов топлива оказывает существенное влияние на экономические затраты.
• Режим сушки: Оптимизация режима сушки может значительно снизить энергопотребление.
• Техническое состояние оборудования: Регулярное обслуживание и своевременный ремонт зерносушилки повышают ее эффективность и снижают потери энергии.
Энергозатраты при сушке зерна:
Энергозатраты при сушке зерна могут значительно варьироваться в зависимости от вышеперечисленных факторов. В среднем, для удаления 1% влаги из тонны зерна требуется от 10 до 20 кВт*ч энергии. Таким образом, если необходимо снизить влажность зерна с 25% до 14%, то энергозатраты могут составить от 110 до 220 кВт*ч на тонну зерна. Важно отметить, что эти цифры являются ориентировочными и могут отличаться в зависимости от конкретных условий.
Дробление зерна - это механический процесс измельчения зерна на более мелкие частицы. Дробление может применяться как самостоятельный метод консервирования, особенно для кормовых целей, или как предварительный этап перед другими процессами, например, плющением.
Технология дробления зерна:
Процесс дробления зерна обычно осуществляется с использованием различных типов дробилок:
• Молотковые дробилки: Наиболее распространенный тип дробилок, использующий молотки для измельчения зерна. Подходят для различных зерновых культур.
• Валковые дробилки: Зерно измельчается между вращающимися валками. Обеспечивают более однородный помол и меньше пыли.
• Дисковые дробилки: Зерно измельчается между двумя вращающимися дисками. Используются для получения мелкого помола.
Преимущества дробления зерна:
• Улучшение усвояемости: Дробление зерна увеличивает площадь поверхности, что облегчает доступ пищеварительных ферментов и улучшает усвояемость питательных веществ животными.
• Возможность силосования: Дробленное зерно можно силосовать, что является альтернативным способом консервирования, особенно при высокой влажности зерна.
• Снижение риска развития плесени: Хотя дробление не удаляет влагу, оно может способствовать более быстрому высыханию зерна при хранении в тонком слое и надлежащей вентиляции.
Энергозатраты при дроблении зерна:
Энергозатраты при дроблении зерна значительно ниже, чем при сушке. В зависимости от типа дробилки, требуемой степени измельчения и влажности зерна, энергопотребление обычно составляет от 5 до 15 кВт*ч на тонну зерна.
Плющение зерна - это процесс сжатия зерна между валками с образованием плоских хлопьев. Метод плющения зерна Мурска является одним из самых известных и эффективных методов плющения, разработанным финской компанией Murska.
Особенностью метода Мурска является использование вальцового станка с высокой степенью сжатия, который позволяет получить плоские хлопья с поврежденной оболочкой. Важным этапом является консервирование плющеного зерна с использованием специальных консервантов на основе органических кислот, которые предотвращают развитие плесени и бактерий.
Преимущества плющения зерна Мурска:
• Высокая усвояемость: Плющение зерна Мурска значительно увеличивает усвояемость питательных веществ, особенно крахмала, животными.
• Сохранение питательной ценности: В отличие от сушки, плющение не подвергает зерно воздействию высоких температур, что позволяет сохранить витамины и другие биологически активные вещества.
• Улучшение вкусовых качеств: Плющеное зерно обладает более приятным вкусом и запахом, что повышает поедаемость корма животными.
• Возможность консервирования: Консервирование плющеного зерна позволяет хранить его в течение длительного времени без потери качества.
• Снижение потерь зерна: Благодаря плоской форме, плющеное зерно меньше подвержено выдуванию ветром при раздаче корма.
Энергозатраты при плющении зерна Мурска сопоставимы с энергозатратами при дроблении зерна и составляют примерно от 5 до 15 кВт*ч на тонну зерна. Однако, следует учитывать дополнительные затраты на приобретение и внесение консервантов.
Выбор оптимального метода обработки зерна зависит от множества факторов, включая климатические условия, доступные ресурсы, целевое назначение зерна и экономическую целесообразность.
• Сушка зерна является незаменимым методом для обеспечения долгосрочного хранения зерна, предназначенного для продажи, переработки или использования в качестве семенного материала. Однако, это самый энергозатратный метод, требующий значительных инвестиций в оборудование и топливо.
• Дробление зерна может быть экономически выгодным решением для кормовых целей, особенно если планируется силосование. Дробленное зерно требует особых условий хранения и не подходит для долгосрочного хранения в сухом виде.
• Плющение зерна Мурска представляет собой компромисс между сушкой и дроблением, обеспечивая высокую усвояемость и возможность консервирования. Этот метод особенно привлекателен для животноводческих хозяйств, стремящихся повысить эффективность кормления животных и снизить зависимость от покупных кормов.
При выборе метода обработки зерна необходимо тщательно оценить все факторы и выбрать наиболее оптимальный вариант, учитывающий конкретные условия и потребности хозяйства. Возможно, комбинирование нескольких методов, например, предварительная сушка до безопасного уровня с последующим плющением, позволит достичь наилучших результатов с минимальными энергозатратами и максимальным сохранением качества зерна. Также важным аспектом является постоянный мониторинг и анализ энергопотребления каждого процесса с целью оптимизации режимов работы и выявления возможностей для повышения энергоэффективности.
