Jak správně sušit semínka?

Důležitou fyzikální a mechanickou vlastností slunečnicových semen jako sušícího předmětu je tekutost, charakterizovaná sypným úhlem. Tekutost slunečnicových semen je dána vlhkostí semen, obsahem cizích příměsí a jejich povahou a také povrchem, po kterém se semena pohybují. Sypný úhel suchých slunečnicových semen se pohybuje od 27 do 35°, za mokra – do 42° a vysoce vlhké a zaplevelené (plevel až 8%) dosahuje 55°, což je výrazně více než u obilnin. Tyto vlastnosti slunečnicových semen způsobují určité potíže při jejich in-line zpracování. Lehká semena se zvýšeným koeficientem vnitřního tření se v některých oblastech technologického schématu pohybují pomaleji než obilné zrno nebo kukuřice. Proto při práci se slunečnicovými semeny musí mít trubky sušičky obilí větší průměr a musí být instalovány pod velkým úhlem sklonu.

Obtíže při zpracování slunečnicových semen jsou spojeny s jejich fyzikálními vlastnostmi a jejich odlišností od obilnin. Objemová hmotnost slunečnicových semen dodávaných do podniků přijímajících obilí se tak v závislosti na vlhkosti a kontaminaci pohybuje v rozmezí 326. 440 kg/m3, tedy poloviční oproti pšenici, proto je hmotnost semen vstupujících do sušičky 2x menší.

Přítomnost vzduchové mezery mezi jádrem a plodovou skořápkou semen, jakož i značný obsah tuku jsou důvodem nižší rychlosti vzlínání slunečnicových semen než u zrna. Rychlost jejich stoupání se pohybuje od 4 do 8,0 m/s, zatímco u rýže je to 8,9. ,9,5 m/s, pšenice 9,0. .11,5, kukuřice 12,5. ,14,0 m/s. Proto, aby nedocházelo k odstraňování plnohodnotných semen z boxů šachty a topné komory sušárny, měla by být rychlost sušícího prostředku nižší než při sušení obilných plodin.

Protáhlý tvar slunečnicových nažek a poměrně drsný povrch způsobují větší pórovitost. Pórovitost slunečnice tedy kolísá v rozmezí 60.

80%, a u rýže 50..65, pšenice 35..45 a kukuřice 35..55%. V důsledku toho slunečnicová semena, která mají větší pórovitost, mají menší odpor při průchodu sušícím prostředkem v sušičkách a suší rychleji než semena jiných plodin.

Hygroskopicita je jednou z nejdůležitějších vlastností zrna, která určuje způsoby jeho skladování a sušení. Slunečnicová semena jako kapilárně porézní koloidní tělíska se vyznačují všemi formami komunikace, které se podle klasifikace akademika L. A. Rebindera dělí na chemické, fyzikálně chemické a mechanické. Při sušení semen by měly být zachovány jejich základní fyzikální a chemické vlastnosti, proto není nutné odstraňovat chemicky vázanou vlhkost.

Vlhkost slunečnicových semen, při které zůstává chemicky a adsorpčně vázaná vlhkost, se často nazývá kritická. Tato vlhkost se nepodílí na životních procesech, nemůže ji většina mikroorganismů využít k udržení svých životních funkcí, a proto neovlivňuje trvanlivost slunečnicových semen při skladování. Proto je nutné semena sušit na takovou vlhkost, aby v nich zůstala převážně adsorpčně vázaná voda.

Kritická vlhkost semen je určena vzorcem:

Jih (100–M)

kde Wr je vlhkost hydrofilní části, %; M – skutečný obsah oleje, %.

Například při kritickém obsahu vlhkosti v hydrofilní části 14 % a obsahu oleje 50 % bude kritický obsah vlhkosti slunečnicových semen:

14 (100–50) Shkr = Ї00 :7 %-

Kritická vlhkost slunečnicových semen s vysokou vlhkostí je 6–8 %.

Rovnovážný obsah vlhkosti slunečnicových semen, tj. obsah vlhkosti, při kterém semena nevzdávají nebo neabsorbují vlhkost, závisí na teplotě, relativní vlhkosti atmosférického vzduchu a obsahu oleje. Rovnovážná vlhkost semen se mění v závislosti na relativní vlhkosti vzduchu f podle vzoru

Wp = 0,623 f>14

Tato závislost platí při φ = 45 % a nebere v úvahu chemické složení vysoce olejnatých odrůd slunečnicových semen.

M. I. Igolchenko a V. M. Kopeikovsky stanovili vztah mezi rovnovážným obsahem vlhkosti slunečnicových semen s obsahem tuku do 50 % při atmosférických teplotách od 14 do 30 °C a relativní vlhkosti od 9 do 82 %. Vyjadřuje se vztahem

Wp= 2,133 e0,017549- f

Kde e je základ přirozeného logaritmu.

Za všech stejných podmínek je rovnovážná vlhkost olejnatých semen 2krát nižší než u zrn. To se vysvětluje nižším obsahem hydrofilních koloidů v olejnatých semenech a přítomností velkého množství tuku. Se zvýšením obsahu oleje v semenech se rovnovážný obsah vlhkosti slunečnice snižuje, protože se zvýšením obsahu oleje se sníží obsah hydrofilních látek a v důsledku toho se zvýší obsah hydrofobních látek.

Významný obsah slupky ve slunečnici a její vysoká hygroskopičnost jsou předpoklady pro rozvoj racionálních oscilačních režimů – střídání sušení, chlazení a chlazení. Například použití střídavého intenzivního foukání a chlazení, během kterého se vlhkost koncentruje ve skořápce, vede k zesílenému přenosu vlhkosti během sušení, protože vodivost vlhkosti ve skořápce je vyšší než u jádra a odpařovací zóna je umístěna na skořápce. povrch.

Rovnovážný obsah vlhkosti jednotlivých částí semen není stejný: je větší ve skořápce (slupce) a menší v jádře. Rovnovážná vlhkost semen zaujímá mezipolohu. Organické a plevelné nečistoty obsažené ve hmotě slunečnicových semen jsou vysoce hygroskopické. Při stejné relativní vlhkosti a teplotě vzduchu je rovnovážná vlhkost organických plevelů 1,8krát větší než rovnovážná vlhkost semen.

Hlavní termofyzikální charakteristiky, které určují vlastnosti přenosu tepla olejnatých semen, jsou tepelná kapacita, tepelná vodivost a tepelná difuzivita. Termofyzikální charakteristiky, které určují rychlost procesů ohřevu a ochlazování, jsou u jednotlivých nažek a hmoty semen různé, ale v obou případech závisí především na velikosti nažek, jejich vlhkosti, chemickém složení, obsahu oleje, obsahu slupek a teplotě. Termofyzikální parametry semenné hmoty jsou do značné míry ovlivněny množstvím a složením nečistot v ní obsažených.

Když se obsah vlhkosti slunečnicových semen zvýší na 17,8 %, tepelná kapacita se zvýší podle lineárního zákona. Zvýšení vlhkosti o 11 % vede ke zvýšení součinitele tepelné vodivosti další zvýšení vlhkosti nemá vliv na změnu hodnoty tohoto součinitele. Koeficient tepelné difuzivity semen se zvyšuje se zvyšující se vlhkostí na 11 % a s dalším zvyšováním klesá.

Hodnota termofyzikálních charakteristik hmoty semene je mnohem nižší než u jednotlivých nažek, a to kvůli značnému obsahu vzduchu v ní.

Technologie sušení slunečnicových semen

U slunečnicových semen se rozlišují čtyři vlhkostní podmínky: suché do 7,0 %, středně suché nad 7,0 až 8,0 %, vlhké nad 8,0 až 9,0 %, syrové nad 9,0 %. Suchá a středně suchá semena nemají téměř žádnou volnou vlhkost a lze je skladovat po dlouhou dobu.

Při vstupu do podniků přijímajících obilí a do olejáren musí slunečnicová semena splňovat kvalitativní požadavky základních nebo omezujících norem (tabulka 1).

1. Základní a omezující podmínky slunečnicových semen

Základní vlhkost,% Mezní vlhkost,%

TOC o “1-3” Hz Jih 12 15

* Nečistota plevele 1 %, olejová nečistota 3 %.

Specifické vlastnosti slunečnicových semen jako předmětu sušení, heterogenita nažky (přítomnost jádra, plodu a obalů semen), přirozená heterogenita semen ve velikosti, hmotnosti a vlhkosti, nízká pevnost plodové skořápky, vlhkostní setrvačnost, nízká tepelná odolnost vodivost, termolabilita proteinových a lipidových částí systému, zvýšené nebezpečí požáru kladou zvláštní požadavky na způsob sušení a konstrukci sušících zařízení. Při sušení by se neměla zhoršit kvalita a neměla by se snižovat výtěžnost oleje, nemělo by docházet k praskání slupek a nárůstu olejových nečistot. Není dovoleno zvyšovat kyselost a jódové číslo tuku během procesu sušení nebo měnit chuťové a nutriční vlastnosti slunečnicového oleje.

Jednou z nejracionálnějších metod pro zlepšení technologických vlastností, udržení kvality a zvýšení trvanlivosti slunečnicových semen při skladování je tepelné sušení. 6

Při sušení slunečnicových semen má velký význam nejen teplota ohřevu semen, ale také doba jejich expozice. Hodnoty koeficientů tepelné vodivosti a tepelné difuzivity pro jednu nažku se výrazně liší od stejných ukazatelů pro hustou vrstvu. Pro rychlý ohřev semen je nutné navrhnout sušící aparát, který by zajistil ohřev každého jednotlivého semene zvlášť. V tomto případě je možné výrazně zvýšit teplotu sušícího prostředku snížením doby ohřevu na několik sekund. Sušení slunečnicových semen krátce při vyšší teplotě je vhodnější než pomalé sušení při nízké teplotě.

K přeměně 1 kg vody na páru je potřeba vydat asi 2680 kJ tepla. Při sušení je na odpaření 1 kg vody skutečně vynaloženo 5020..6280 kJ v šachtových sušičkách a 3670..4490 kJ v recirkulačních sušičkách. Při sušení slunečnicových semen je nutná rozumná volba teplotních podmínek. Sušení by mělo probíhat s minimální spotřebou tepla a elektřiny, s maximální rychlostí odvodu vlhkosti s nejlepšími technologickými vlastnostmi sušeného materiálu.

Sušení je komplex jevů probíhajících současně a vzájemně se ovlivňujících. Jedná se o přenos tepla ze sušicí látky na sušený materiál jeho povrchem, odpařování vlhkosti, pohyb vlhkosti uvnitř materiálu, přenos vlhkosti z povrchu materiálu do sušící zóny.

Odpařování vlhkosti ovlivňují především dva procesy: vodivost vlhkosti a tepelná a vlhkostní vodivost, které charakterizují vnitřní přenos tepla a vlhkosti v mokrém materiálu. Při odpařování vlhkosti povrchové vrstvy vysychají. Vzniká gradient obsahu vlhkosti, tj. uvnitř materiálu je více vlhkosti než na povrchu. Tento jev vede k pohybu vlhkosti z vnitřních vrstev do povrchových vrstev a nazývá se vodivost vlhkosti. Navíc je tento pohyb tím intenzivnější, čím vyšší je teplota materiálu. Z toho plyne základní pravidlo sušení: na začátku procesu sušení je nutné dodržet maximální přípustnou teplotu materiálu, při které nedochází ke zhoršení nutričních, technologických, semenných a jiných předností slunečnicových semen.

Vlhkost se však nepohybuje pouze v důsledku gradientu obsahu vlhkosti, ale pohybuje se také v důsledku teplotního gradientu (tepelná a vlhkostní vodivost), tj. vlhkost se pohybuje z málo vytápěného prostoru do více vytápěného, ​​nebo jinými slovy vlhkost. se pohybuje ve směru tepelného toku.

Použití jednoho nebo druhého způsobu sušení může v jednom případě přispět ke shodě směru pohybu vlhkosti jak v důsledku vodivosti vlhkosti, tak tepelné a vlhkostní vodivosti, a v jiném případě k procesu odpařování vlhkosti v důsledku hydraulického vodivost inhibuje proces odpařování vlhkosti v důsledku tepelné a vlhkostní vodivosti. V prvním případě bude proces odpařování vlhkosti probíhat mnohem intenzivněji než ve druhém. Aby se tyto procesy odpařování vlhkosti ve směru shodovaly, je nutné, aby povrchová teplota slunečnicové nažky byla nižší než teplota uvnitř jádra. Sušení se výrazně zpomalí, když je povrchová teplota nažky vyšší než teplota uvnitř jádra.

Při sušení slunečnicových semen v šachtových přímoproudých sušárnách jev tepelné a vlhkostní vodivosti brání pohybu vlhkosti zevnitř na povrch a intenzita proudění vlhkosti je rovna rozdílu mezi intenzitou proudění vlhkosti v důsledku vodivosti vlhkosti a intenzity proudění vlhkosti v důsledku tepelné a vlhkostní vodivosti. Při recirkulačním sušení se vlhkost odpařuje jak vlivem procesu vodivosti vlhkosti, tak i vlivem tepelné vodivosti vlhkosti.

Teplota materiálu během procesu sušení není rovna teplotě sušícího činidla. V první fázi sušení je teplota materiálu rovna teplotě vlhkého teploměru, takže lze použít vysoké teploty sušícího činidla. Například při teplotě vzduchu 200 °C a obsahu vlhkosti 0,008 kg/kg je teplota vlhkého teploměru, a tedy i teplota materiálu, 47 °C. Když teplota vzduchu stoupne na 350 °C při daném obsahu vlhkosti se teplota vlhkého teploměru zvýší na 60 °C.

Krátkým zahřátím materiálu lze výrazně zvýšit teplotu sušícího prostředku. Limit je teplota, při které je teplota vypařování (teplota vlhkého teploměru) rovna nebo blízká dovolené teplotě ohřevu materiálu.

Při vysoké teplotě sušícího činidla dojde během několika sekund k zahřátí semen na přijatelné teploty a k odpaření vlhkosti z povrchu. Další zásobování teplem je nepraktické. Pro maximální využití tepla a zachování kvality semen se proto doporučuje používat maximální možné teploty sušícího prostředku s krátkou dobou zahřívání.

Přihlaste se k odběru kanálů agentury ROSNG, kde je pro vás pohodlnější nás číst a poslouchat: Yandex.Zen a Telegram, sociální síť TenChat, zvukové podcasty v Yandex.Music / VKontakte, videa YouTube.