Температура сушки кукурузы

В элеваторном мире есть ряд мнений на счёт того, какая должна быть температура рабочего агента при сушке коммерческой (фуражной) кукурузы:

● Кто-то сушит кукурузу на 140°С.● Кто-то утверждает, что 135°С — это максимум.● Кто-то говорит, что не выше 120°С.● Некоторые видят ухудшение качества зерна даже при 110°С.● А для некоторых и 100°С является высокой температурой, и они вынуждены понижать ее до 95°С, а то и 90°С.

Попробуем разобраться в этом вопросе.

Одно из основных отличий здесь заключается в типе зерносушилки, на которой производится сушка кукурузы. Именно поэтому, на наш вопрос не может быть однозначного ответа. Чтобы понять какие температуры мы сможем использовать при сушке, нам нужно осознанно понимать, как работает та или иная зерносушилка. У нас есть два самых распространённых способа сушки зерна:

● Американская технология (колонковые зерносушилки поперечного потока)● Европейская технология (шахтные зерносушилки смешанного потока)

На фото: двузонная высокотемпературная кукурузная зерносушилка.

Разница между американской и европейской технологиями сушки кукурузы

1. Неравномерность влажности

Если мы правильно сравним зерносушилки американских и европейских производителей, мы обязательно обратим внимание на то, что через американскую сушилку зерно кукурузы с начальной влажностью 24-25% проходит за время около 1 часа. А через европейскую сушилку зерно двигается в течение аж 2.5-3.0 часа, т.е. почти в три раза дольше (при почти одинаковой суточной производительности!)

Это происходит благодаря тому, что зерно в колонковой (американской) зерносушилке нагревается намного быстрее за счёт увеличенного количества горячего воздуха, который проходит через зерно, по сравнению с шахтной (европейской). 250-300 тыс м3/час воздуха против 150 тыс м3/час воздуха.

Так как с 24% до 14% мы снимаем 10% влаги, то поделив количество снятой влаги на время нахождения зерна в шахте, мы получим скорость удаления влаги из зерна: 9-10% в час в "американках" и 3.5% в час в современных европейских сушилках.

Модели в таблице указаны лишь для примера. На самом деле, вы можете провести сравнение любых других колонковых и шахтных зерносушилок и придете к тому же выводу.

На картинке справа показано различие прохождения горячего воздуха и зерна шахтных зерносушилок (смешанного потока) и колонковых (поперечного потока).

Как мы уже написали выше, несмотря на то что "американки" сушат более низкой температурой, кукуруза нагревается намного быстрее, чем в шахтных сушилках, благодаря более высокому объёму воздуха, который подаётся в сушилку. Особенно быстро нагревается то зерно, которое течёт возле внутренней стенки. В итоге зерно намного быстрее проходит через шахту, а значит, влага из зерна удаляется с более высокой скоростью. Такие агрессивные режимы сушки и приводят к порче зерна и необходимости понижать температуру до 90°-100°С.

Как видно из той же таблицы выше, европейские сушилки более щадящие и используют намного меньше воздуха. Поэтому температура воздуха может быть повышена (в зависимости от модели сушилки) вплоть до 140°С без ущерба для зерна (в том числе и современных гибридов).

Подробнее об этом можно почитать в нашей статье "Американские зерносушилки".

Чтобы понять оптимальные температурные режимы сушки кукурузы, хотелось бы рассмотреть ещё два теоретических аспекта.

Прежде чем мы перейдём к следующему типу зерносушилок, которые могут сушить кукурузу и на более высоких температурах, хотелось бы совсем немного остановиться на теоретических основах. А именно, на скорости нагрева кукурузы.

Особенность здесь заключается в том, что скорость нагревания влажной и сухой (полусухой) кукурузы очень сильно разнится.

В общем, рассчитать энергию, необходимую на нагрев материала на 1°С можно по простой формуле:

Q = cm (t2-t1)

где Q - количество теплоты, c - удельная теплоёмкость, m - масса тела, t2 - начальная температура, t1 - конечная температура.

Приведенный здесь график зависимости удельной теплоёмкости кукурузы от влагосодержания основан на результатах испытаний. 

Имеются некоторые данные и по зависимости удельной теплоемкости от влагосодержания для анатомических частей зерна. С.П. Колосков и Шефер приводят результаты своих определений для эндосперма и отрубей, представляющих собой, как известно, органическое целое оболочек и алейронового слоя. Оказалось, что значения удельной теплоемкости их выше, чем эндосперма. Так, для сухого вещества она при температуре 20°С равна 0,344 ккал/кг-град, при 40°С — 0,388 ккал/кг-град, при 50° С — 0,432 ккал/кг-град.

Итак, мы уже знаем, что на начальном этапе сушки удельная теплоёмкость зерна существенно выше удельной теплоёмкости зерна в конце процесса. Кроме того, на начальном этапе нагревается в основном оболочка и алейроновый слой, а ендосперм нагревается с неким опозданием. 

Отсюда следует, что для того чтобы уравнять скорость нагревания зерна, на начальном этапе мы можем сушить зерно на повышенной температуре и понижать её к концу процесса сушки. Таким образом мы не перегреем зерно и лучше сохраним его органолептические свойства.

В начале статьи мы пришли к выводу, что колонковые (американские) зерносушилки требуют более низких температур сушки, чем шахтные. Однако, шахтные зерносушилки тоже бывают разных типов. Даже среди них допустимые температуры сушки могут существенно отличаться.

Как мы уже говорили выше, в зерносушилке с одной горелкой, где температура сушки неизменна по всей высоте зерновой колонны, кукуруза в начале процесса сушки нагревается гораздо медленнее, чем в конце процесса сушки, где её влажность приближается к 14%. (Конечно, здесь мы предполагаем, что потоки воздуха также равномерно распределены по всей высоте зерновой колонны.)

Таким образом, мы можем предположить, что если разделить сушилку на две сушильные зоны с двумя независимыми горелками, то мы можем подавать в верхнюю зону, где кукуруза еще влажная и нагревается медленно, более высокую температуру, а в нижнюю зону, где кукуруза более сухая и нагревается быстрее, более щадящую (низкую) температуру.

По такому принципу и построены т. н. двузонные сушилки, почитать о которых вы можете в нашей статье "Двузонные зерносушилки". (Статью эту нужно почитать обязательно, так как помимо температуры сушки такие сушилки обладают и рядом других интересных особенностей.)

Здесь также хотелось бы вспомнить и об интересных итальянских зерносушилках Ravaro. Хотя они не двузонные, но, по сути, работают по тому же принципу.

Дело в том, что, понимая то, о чём мы говорили выше, компания Ravaro также понимает и то, что регулировать скорость нагрева зерна можно не только температурой воздуха, но и его количеством.

Поэтому они устанавливают в свои зерносушилки вертикальную стенку, которая разделяет горелку и зерновую колонну. Однако, эта стенка в каждой секции оснащена множеством регулируемых окошек (для четырехметровой базы - 8 шт на каждой секции).

Окошки позволяют направить больше воздуха вверх, где кукуруза ещё мокрая, а меньшее его количество - вниз, где она уже сухая. Таким образом, мокрое зерно получает больше тепловой энергии, чем сухое.

Интересно отметить, что конкуренты, не зная ни о наличии стенки, ни о наличии таких окошек, рассказывают покупателям сушилок Ravaro полную чушь о том, как неправильно в этой сушилке двигается поток воздуха. Но достаточно взглянуть на эту тепловую схему, чтобы понять, насколько это гибкая и универсальная сушилка.

Мы, в компании Финпро Груп, не видели подобных простых и, в то же время эффективных решений, ни у одного другого производителя.

Отсюда, кстати, мы делаем вывод, что всякие там зоны предварительного подогрева зерна, по нашему мнению, будут иметь очень низкую эффективность и лишь удорожают конструкцию сушилки.

Например, в сушилке справа есть зона В1, в которой предлагается "подогревать" влажное зерно рабочим агентом температурой 50°C. При этом мы видим, что зона В1 очень маленькая.

Учитывая низкую температуру рабочего агента, высокую удельную теплоёмкость зерна в этой зоне и её малую ёмкость, кукуруза здесь практически не наберёт температуру.

Тем не менее, как маркетинговый трюк, звучит это приятно для уха покупателя. Базируется он на всеукраинском заблуждении о том, что подогревать зерно нужно воздухом меньшей температуры во избежание его растрескивания. Однако, по нашему мнению — это не так. 

Конечно, основные проблемы, которые могут случиться с зерном, происходят в конце процесса сушки, а не в его начале. В начале процесса сушки зерно нагревается медленно, активное испарение влаги отбирает полезные тепловые калории из воздуха, и наша практика показывает, что это не приводит к каким-либо проблемам.

Сушить кукурузу можно при температурах рабочего агента (горячего воздуха) от 90°С до 140°С, в зависимости от типа зерносушилки. Самый важный фактор — это тип зерносушилки, от которого зависит скорость удаления влаги из зерна и, как следствие, органолептические свойства зерна. Немаловажно также смотреть на возможность сушки в разных зонах разной температурой подводящего агента (горячего воздуха).

Поэтому, прежде чем покупать зерносушилку, рекомендуем пригласить нашего специалиста на предварительную консультацию или просто рассмотреть наше предложение. Связаться с нами вы сможете по этому телефону:

(067) 111-6666