Спосіб сушіння насіння вищих репродукцій

Корисна модель належить до галузі сільського господарства, а саме до термолабільних (нестійких до температури) матеріалів, переважно насіння соняшника та інше насіння вищих репродукцій, а також для охолодження і вентилювання насіння у процесі збереження, прогріву перед посівом після зимового збереження і може бути використане в сільському господарстві, харчовій і хімічній промисловості. Відомий спосіб для сушіння зерна і насіння усіх культур [Коропов Б.А. С ушка зерна в насыпи. В кн.; Технология послеуборочной обработки и хранения зерна. - М.: Агропромиздат, 1987. - с. 168 –174]. Сушіння насіння у нерухомому шарі відбувається пошарово. В процесі сушіння утворюється невелика по товщині зона сушіння, що поступово переміщується у напрямку потоку агента сушіння. Нижче зони сушіння формується зона висушеного насіння, що знаходиться у рівновазі з вологим агентом сушіння. До недоліків розглянутого способу варто віднести наступне: 1. Сушіння насіння у насипу проходить в товстому щільному шарі, що приводить до нерівномірності нагрівання і сушіння. 2. Невисока продуктивність. 3. Занижені застосовані температури агента сушіння. Як прототип виступає відомий спосіб сушіння насіння вищих репродукцій у контейнерній сушарці [Захарченко И.В. Контейнерная система хранения, перевозки и сушки семян. В кн.; Семеноводство зернових культур: агроэкология, организация, технология. ВАСХНИЛ. - М.: Агропромиздат, 1988. - с.158-159], що включає продувку нерухомого шару насіння нагрітим сушильним агентом до температури не вище 42-50°С на протязі всього періоду сушіння. Спосіб сушіння в контейнері полягає у наступному. Насіння товстим щільним нерухомим шаром лежить на перфорованій поверхні сушильного контейнера. Сушильний агент подається знизу. Сушіння починається і протікає на першому етапі лише в нижній частині насінного насипу в активному шарі товщиною 100-150мм. Доти, поки цей шар не буде висушений до рівноважної вологості, інші насіння зберігають незмінну первісну вологість. Через них буде проходити сушильний агент, вже цілком насичений вологою. У наступному починається сушіння шару насіння, більш віддаленого від місця надходження сушильного агента. Таке переміщення зони сушіння за напрямком потоку сушильного агента продовжується доти, поки в останню чергу не висохне насіння в верхній частині усього шару. У перший період сушіння кожного шару температура насіння спочатку підвищується до температури мокрого термометра, а потім залишається рівною температурі мокрого термометра. Сталість температури зберігається при сушінні вологого насіння з вологістю вище гігроскопічної до максимальної гігроскопічної вологості, поки випаровується вільна волога. В другий період сушіння в області гігроскопічної вологості насіння відбувається випар зв'язаної вологи, температура насіння поступово підвищується і наближається до температури сушильного агента. Тому температуру сушильного агента при сушінні насіння соняшника вищих репродукцій у товстому щільному шарі встановлюють не більш 42-50°С. Сушіння в щільному товстому шарі має наступні недоліки. 1) Сушіння в шарі товщиною вище 150-200мм не забезпечує рівномірного прогріву і висушування насіння. Нижні шари насіння пересушуються нижче оптимального, а верхні шари не досушуються до оптимальної вологості. 2) На початку сушіння сушильний агент віддає тепло нижнім шарам насіння. Температура сушильного агента швидко падає, знижуючи нижче температуру мокрого термометра, в результаті відбувається конденсація вологи у верхніх шарах і зволоження насіння. 3) Зі збільшенням товщини шару насіння значно збільшується тривалість сушіння і питома витрата сушильного агента. 4) По висоті шару температура сушильного агента швидко знижується до постійної, яка дорівнюється температурі відходящого сушильного агента. 5) Температура 42-45°С оптимальна для підвищення активності ферментного комплексу насіння соняшника. Підвищення температури сушіння приводить до витрати запасних речовин, які використовуються зародком сім'янки при проростанні. Це знижує схожість насінь і енергію їх проростання. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу сушіння насіння вищих репродукцій, у якому за рахунок сушіння в шарі, рівному дворазовій товщині активного шару 300-400мм і періодичній зміні напрямку подачі сушильного агента через кожні 3-4 хвилини, досягається рівномірність нагрівання і сушіння насіння, усувається перегрів насіння, конденсація вологи, зволоження насіння у вер хніх шарах, скорочення часу сушіння. Поставлена задача вирішується тим, що в способі, в якому передбачено продувку нерухомого шару насіння нагрітим сушильним агентом, відповідно до корисної моделі, сушіння насіння роблять у подвійному тонкому шарі загальною товщиною 300-400мм з періодичною зміною напрямку подачі сушильного агента через кожні 3-4 хвилини, а температура сушильного агента в період сушіння вологого продукту до максимальної гігроскопічної вологості, коли випаровується вільна волога, складає 75-80°С, у період сушіння в області гігроскопічної вологості, коли випаровується зв'язана волога, температура сушильного агента складає 55-60°С. У період сушіння вологого продукту до максимальної гігроскопічної вологості, коли випаровується вільна волога, температура насіння не перевищить температури мокрого термометра і складе не більш 22°С. При сушінні в області гігроскопічної вологості, коли випаровується зв'язана волога, температура поверхні насіння наближається до температури агента сушіння. Однак, нагрів насіння наприклад соняшника до 60°С на протязі не більше 30хв. безпечний для їх посівних якостей. Запропоновані диференційовані теплові режими в залежності від стану вологи, що випаровується, дозволяють прискорити процес сушіння, знизити енергетичні витрати на сушіння і забезпечити високі посівні якості насіння. Завдяки цьому зберігається або збільшується відсоток схожості, тому збільшується енергія проростання насіння вищих репродукцій. Спосіб сушіння здійснюється таким чином. Агент сушіння в період сушіння вологого матеріалу продуває нерухомий шар насіння товщиною 300-400мм. На початку сушіння сушильний агент віддає своє тепло шару насіння товщиною 150-200мм і забирає з нього вологу, що випаровується. Поки цей тонкий шар не буде висушений до рівноважної вологості, інша частина шару зберігає первісну вологість. Через 3-4хв напрямок подачі агента сушіння змінюється і продувка буде здійснюватися з іншої сторони нерухомого шару. Тепер нагрів насіння і прийом вологи буде відбува тися з іншого боку шару. Протягом 3-4хв. температура і вологість обох частин шару зрівняється. Знову міняється напрямок подачі теплоносія, сушіння відбувається тепер з іншої сторони шару. У такий спосіб за рахунок зміни напрямку подачі теплоносія буде видержуватися рівномірність сушіння. При вологому стані насіння волога безупинно буде надходити з центру насіння до поверхні і температура поверхні випару не буде перевищувати температури мокрого термометра. Тому в цей період температуру агента сушіння доцільно встановити в межах 75-80°С. При досягненні гігроскопічної вологості насіння буде відбуватися випар зв'язаної вологи. Тому волога з центру насіння не буде встигати надходити до поверхні випару, що викликає підвищення температури цієї поверхні. При цьому, температура поверхні згодом наблизиться до температури агента сушіння. Тому в цей період сушіння температура агента сушіння не повинна перевищувати 55-60°С, вплив якої протягом 30хв. безпечний для посівних властивостей насіння. При досягненні вологості 6,5-7% сушіння насіння припиняється. Приклади технологічних режимів сушіння насіння соняшника вищих репродукцій у подвійному тонкому шарі наведені в таблиці. Таблиця Приклади технологічних режимів сушіння насіння соняшника вищих репродукцій Температура сушильного агента Період зміни Час сушіння, напрямку хв. подачі агента сушіння, хв. Енергія зростання, % Лаборатор на схожість, % 10 94 92 52 10 92 90 55 47 8 81 80 60 60 40 5 77 75 300 65 65 36 5 75 73 300 70 55 33 4 86 85 300 75 55 28 4 98 97 300 80 55 22 3 96 95 300 80 60 15 3 94 92 300 85 60 12 3 85 84 400 70 55 42 4 84 83 400 75 55 38 4 88 86 400 80 55 28 3 90 88 400 80 60 22 3 89 88 400 80 65 17 3 82 80 400 85 60 14 3 77 76 500 75 55 43 4 86 85 500 75 60 38 4 84 83 500 80 55 32 3 80 80 1-й період: вологий стан 2-й період: гігроскопічна вологість 300 45 45 58 300 50 50 300 55 300 Товщина подвійного шару, мм З наведених прикладів технологічних режимів видно, що при товщині шару 300 і 400мм, кращі результати отримані, коли в період сушіння насіння у вологому стані температура сушильного агента складає 75-80°С, а в період гігроскопічної вологості температура сушильного агента складає 55-60°С. При таких режимах сушіння енергія проростання складала 88-98%, а лабораторна схожість 88-97%. При цьому, кращі результати отримані по енергії проростання і лабораторній схожості при товщині шару 300мм, також час сушіння складав 15-28хв., що дозволило підвищити продуктивність сушарки і знизити витрати енергії. Однак, при товщині шару 400мм підвищується робоча місткість сушильного контейнера, тому доцільно використовувати і цей варіант товщини шару насіння. При підвищенні температури теплоносія в перший період вище 80°С енергія проростання і лабораторна схожість насіння знижується, за рахунок часткової денатурації самих термолабільних білків. При зниженні температури теплоносія зростає час сушіння й інтенсифікуються хімічні процеси, які негативно впливають на посівні якості насіння. Задовільні результати отримані і при температурі сушильного агента 45 і 50°С, але час сушіння при цьому складає 52-58хв. Це значно знижує продуктивність сушарки і підвищує енергоємність процесу сушіння. Таким чином, доцільно робити сушіння насіння соняшника вищих репродукцій у шарі загальною товщиною 300-400мм, з періодичною зміною напрямку подачі сушильного агента через кожні 3-4 хвилини, при температурі сушильного агента в період сушіння вологого насіння 75-80°С, а в період сушіння в області гігроскопічної вологості при температурі сушильного агента 55-60°С.