CC BY
67
Повышение качества зерна в период уборки урожая комбайнами
А. П. Ловчиков, к.т.н., Челябинский ГАИУ
Зерно пшеницы является сырьем для мукомольной, крупяной и спиртовой промышленности. В общей структуре затрат на производство продукции в этих отраслях затраты на сырье составляют более 80—95%[1, 2, 3]. В связи с этим улучшение использования зерна на данных предприятиях имеет большое значение.
Особенностью переработки зерна в мукомольной, крупяной, спиртовой промышленности и в сельскохозяйственном производстве является то, что для повышения технологической эффективности использования зерна необходимо повышать прочностные свойства оболочеч-ных слоев и улучшать структурно-механические свойства, влияющие на микроструктуру зер-
на, от которой зависят технологические и семенные свойства, следовательно, и количественно-качественные результаты процесса. Ухудшение качества зерна по механическим микроповреждениям приводит в итоге к запланированным перерасходам на стадии его воспроизводства и переработки, из-за чего технологическая эффективность использования зерна снижается.
В партиях зерна после обмолота хлебной массы комбайнами содержание травмированных зерен достигает 85%, дробленых мягкой пшеницы — до 4,5% и твердой — до 6,0% от общей массы зерен. Причем зерна некоторых сортов мягкой пшеницы имеют больше механических микроповреждений, чем зерна твердых сортов (табл. 1)[1, 2, 3, 4].
1. Дробление и микроповреждения зерна пшеницы при обмолоте хлебной массы комбайнами
«Дон-1500» СК -5 «Нива» «Енисей-1200-1»
Показатели подбор прямое комбай-нирование подбор прямое комбай-нирование подбор прямое комбай-нирование
Масса 1000 зерен, г Дробление, % Микроповреждения, % 34,7-36,6 1,2-1,4 16-62 31,1-33,8 1,1-1.9 48-68 32,6-32,9 1,8-2,4 68-80 32,2-32.8 4,8-4,9 56-82 31,8-32,1 1,8-2,3 68-72 32,1—32,6 3,2-4,3 68-76
Механические микроповреждения зерна при обмолоте хлебной массы комбайнами в значительной степени зависят от его влажности: с ее повышением количество микроповреждений резко увеличивается, причем в основном за счет повреждения оболочки и зародыша зерен. Однако не исключена возможность внутренних травм зародыша и зерновки без внешних при-знаков[1, 2, 3, 4].
Влажность зерна в период уборки урожая изменяется как регионально, так и в течение сезонной и суточной продолжительности использования комбайнов, что приводит к существенному изменению механических микроповреждений. Повышение влажности семян зерновых культур в период уборки до 16,0—17,0% благоприятно влияет на объем микроповреждений зерна при обмолоте хлебной массы комбайнами, поскольку при этих условиях величина повреждений минимальна — 38—39%. С увеличением продолжительности уборочного периода из-за влажности происходит рост микроповреждений.
В период уборки урожая на механические микроповреждения оказывает влияние суточный режим использования комбайнов. Минимальный объем микроповреждений (39%) образуется при обмолоте хлебной массы комбайнами в 14-00 и 18-00 ч. В это время суток влажность зерна близка к минимальной (рис. 1).
Снижение влажности зерна до минимальной (15,0%) приводит к росту микроповреждений до 46-47%.
С увеличением продолжительности работы комбайнов в пределах суток вероятность микроповреждения зерна резко возрастает из-за роста влажности хлебной массы и, следовательно, снижается вероятность получения партий зерна с минимально возможным объемом по-
1 — период утренний; 2 — основной период; 3 — вечерний период
Рис. 1 - Периоды формирования качества зерна по механическим микроповреждениям при суточной продолжительности обмолота хлебной массы комбайнами: 1/У - влажность зерна, %; Кмп - механические микроповреждения зерна, доля
вреждений (39,0%). Изменение наиболее вероятного объема зерна с минимальными повреждениями в зависимости от продолжительности суточного использования комбайнов с классическим МСУ представлено в табл. 2.
Из вышеизложенного следует, что качество зерна по механическим микроповреждениям, а следовательно, и по структурно-механическим свойствам зависит от сезонной продолжительности уборочных работ и суточной продолжительности использования комбайнов, что позволяет применить новый принцип формирования партий зерна пшеницы в период уборки урожая.
В настоящее время партии зерна пшеницы в период уборки урожая сельхозпроизводителем формируют следующим способом: на открытой площадке временного хранения зерно укладывают в бунты с учетом ботанических признаков (сортов, типов, репродукции и категории), влажности (сухое, средней и сырое до 22,0%) и примесей (минеральных и вредных)[1, 4]. Влажность зерна партии в этом способе определяется, прежде всего, природно-климатическими условиями в период уборки. При этом не учитывается изменение суточной влажности зерна при обмолоте хлебной массы комбайнами, от которого зависят механические микроповреждения.
Суточную продолжительность использования комбайнов при обмолоте зерновых условно можно разделить на три периода (см. рисунок): утренний обмолот хлебной массы с влажностью зерна не ниже 17 — 18% (составляет 10—15% суточного времени работы комбайнов); основной обмолот хлебной массы комбайнами при оптимальной влажности зерна 17—18%; вечерний обмолот хлебной массы при влажности зерна выше 17—18% (составляет 20,0% и более суточного времени работы комбайнов).
Из рисунка видно, что зерно пшеницы, полученное при обмолоте хлебной массы комбайнами в первый и третий периоды (утреннее и вечернее время), не отличается по величине механических микроповреждений и влажности, поэтому его технологически целесообразно объединить в одну партию, отдельно от зерна, полученного при обмолоте хлебной массы комбайнами в основной период суточной продолжительности использования машин.
На открытых площадках временного хранения зерна формируются два бунта зерна пшеницы, получаемого в первый (утренний) и третий (вечерний) периоды, а также в основной период суточной продолжительности обмолота хлебной массы комбайнами. Поэтому образуются две партии зерна одного и того же ботанического признака, различающиеся количеством механических микроповреждений, при-
2. Зависимость минимального микроповреждения 39,0% зерна от суточной продолжительности использования комбайнов с классическим МСУ
Показатель Продолжительность использования комбайнов в сутки, ч
6 8 10 12 14 16 18 20
Вероятность объема зерна с минимальным микроповреждением Среднее значение микроповреждения объема зерна Среднеквадратичное отклонение 0,25 0,51 0,15 0,30 0,49 0,13 0,44 0,44 0,13 0,30 0,52 0,14 0,28 0,61 0,15 0,25 0,67 0,13 0,22 0,73 0.14 0,20 0,79 0,15
месей и влажности, т.е. обеспечивается дифференциация зерна по качеству в суточном режиме работы комбайнов.
Это зерно пшеницы имеет различную технологическую ценность. Зерно основного суточного периода работы комбайнов обладает повышенной технологической ценностью, а следовательно, и стоимостью, и предназначено для технологического применения в мукомольной, крупяной и спиртовой промышленности. Зерно первого и третьего суточных периодов работы комбайнов, характеризующееся повышенным содержанием механических микроповреждений, предназначено для технических и других целей, например, для производства комбикормов. Использование такого зерна для технологических нужд в мукомольной, крупяной и спиртовой промышленности снизит техноло-
гическую эффективность его применения в производстве.
Кроме того, дифференциация зерна по качеству в суточном режиме работы комбайнов обеспечит в последующем повышение производительности машин послеуборочной подработки и технологической эффективности процессов очистки зерна пшеницы и других культур.
Литература
1 Ловчиков, А. П., Ловчиков, В. П. Влияние механических микроповреждений зерна колосовых культур на выход продукции при помоле: учеб. пособие. — Челябинск, 1999.
2 Ловчиков, А. П., Ловчиков, В. П., Гриднева, И. И. Снижение травмирования зерна в период уборки урожая // Хранение и переработка сельхозсырья. — М., 2002. — №12.
3 Ловчиков, А. П. Повышение качества зерна и эффективности использования комбайнов в условиях Южного Урала. — Челябинск, 2002.
4 Ловчиков, А. П., Ловчиков, В. П. Основы организации мукомольного производства: учеб. пособие. — Челябинск, 1998.
