Одной из главных этапов в послеуборочной обработке зерна является сушка. Она позволяет сохранить зерно качественным на долгое время.

Интерес к сушке в настоящее время возрос в связи с применением высокопроизводительных комбайнов, а, следовательно, с уменьшением сроков уборки. Применение высокопроизводительных сушилок значительно снижает время на подготовку зерна к длительному хранению, уменьшает потери зерна в поле в период уборки урожая, а также позволяет в достаточно сжатые сроки и с минимальными потерями произвести процесс передачи зерна с поля на склад длительного хранения (1).

Существуют различные методы тепловой сушки:

- радиационный – нагрев семян производится тепловыми лучами от нагретых поверхностей, не имеющих непосредственного контакта с зерном, например солнечными лучами;

- конвективный – тепло для нагрева зерна передается от движущегося агента сушки;

- кондуктивный (или контрактный) – передача тепла зерну осуществляется от нагретой поверхности, на которой оно находится;

- электрический – токами высокой частоты;

- сублимационный (молекулярная сушка) – в условиях глубокого вакуума (2).

В том числе одной из перспективных видов сушки является сушка с использование электромагнитного поля сверхвысокой частоты.

Микроволновая обработка материалов в микроволновом оборудовании основана на проникновении электромагнитной энергии в материал и ее последующим поглощении. Далее поглощенная энергия преобразуется в тепловую, и процесс идет, в принципе, так же, как в тепловом поле.

Создаваемое при этом распределение температуры в теле материала создает наиболее благоприятные условия для ускорения диффузии пара из внутренних слоев материала к периферийным, так как все три градиента (температуры, давления и концентрации), определяющие скорость диффузии, направлены в одну сторону. Эти особенности обеспечивают высокий коэффициент полезного действия сушки материала и сокращение времени процесса, увеличивая производительность обработки материалов, выгодно отличая микроволновый нагрев от традиционного, когда требуется сначала нагреть воздух, затем передать тепло от него продукту.

Сушка токами высокой частоты полностью исключает неравномерность нагрева отдельных частиц, так как нагрев при этом осуществляется внутренними источниками тепла (3). Нагрев внутренними источниками тепла приводит к тому, что градиенты влажности и температуры внутри каждой частицы совпадают по направлению (4). Благодаря этому обстоятельству не происходит пересушивания наружных слоев высушиваемых семян, и влага вытесняется на их поверхность, откуда снимается воздухом; скорость сушки при этом возрастает в несколько раз (4). Интенсивная влагоотдача позволяет вести процесс сушки при более высокой температуре (5), что в свою очередь приводит к еще большему КПД. Для обработки семян ценных сортов и культур используют мягкие режимы сушки.

Цель: изучить влияние электромагнитного поля сверхвысокой частоты разных режимов (подогрев до 40, 50, 60⁰С, с вентилированием и без вентилирования) на изменение влажности семян, съем влаги, всхожесть и энергию прорастания.

Материалы и методы. Исследования проводили на семенах озимой пшеницы сорта Ростовчанка. Нами было проведено два опыта. В первом опыте изучали влияние вентилирования семян на влажность и посевные качества. Во втором опыте изучали влияние сушки зерна с помощью обработки их СВЧ разной мощностью, что привело к нагреванию семян до 40, 50, 60⁰С на фоне активного вентилирования. Для выявления возможности этих режимов исходное зерно дополнительно увлажняли и доводили его влажность до 18,2%.

Послеуборочную сушку семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) проводили на лабораторной установке. Семена обрабатывали ЭМП СВЧ в течение 4 часов. Всхожесть и энергию прорастания определяли согласно ГОСТа – 12038-84 (6). Семена проращивали в рулонах фильтровальной бумаги на дистиллированной воде при температуре +20⁰С [6]. Влажность определяли термовесовым методом, согласно ГОСТа – 13586.5-93 высушивая навеску до постоянной массы при температуре сушильной камеры 105⁰С (7). Полученные результаты подвергали статистической обработке.

Результаты исследований.

Продувка семян воздухом без подогрева позволяет получить высококондиционные семена. Однако влажность семян остается выше опытного варианта, а съем влаги на 30% меньше.

Таблица №1 Влияние сушки семян озимой мягкой пшеницы сорта Ростовчанка с применением активного вентилирования без подогрева и с подогревом воздуха до 30⁰С в течение 4-х часов на их влажность, съем влаги, всхожесть и энергию прорастания.

Таблица №2 Влияние сушки семян озимой мягкой пшеницы сорта Ростовчанка с применением ЭМП СВЧ в течение 4-х часов в различных режимах на их влажность, съем влаги, всхожесть и энергию прорастания.

Рисунок. 1. контроль – вентилирование без подогрева, 2. Вентилирование с подогревом до 30⁰С, 3. Вентилирование + СВЧ + 40⁰С, 4. Вентилирование + СВЧ + 50⁰С, 5. Вентилирование + СВЧ + 60⁰С.

В результате было показано, что сушка семян в режиме «вентилирование плюс СВЧ-обработка» приводит к быстрому снижению влажности семян и увеличению съема с применением СВЧ наблюдали снижение всхожести и энергии прорастания.

Таким образом, применение СВЧ подогрева семян в изучении режима позволяет ускорить сушку, но его целесообразно применять для получения товарного зерна. Применение СВЧ-обработки семян при сушке совместно с активным вентилированием существенно повышает съем влаги, что позволит ускорить сушку и снижает расход энергии.

1. Баум А.Е.. Сушка зерна. М, КОЛОС,1983 г. 223 стр.
2. Лыков А.В. Теория сушки/А.В. Лыков. – М.: Энергия, 1968. – 472с.: ил.
3. Буянов Е.А. Применение СВЧ энергии для сушки зерна /Е.А. Буянов// Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 1982. – №1. – С. 13-18.
4. Книппер Н.В. Исследование электрофизических характеристик зерновой массы с целью нахождения оптимальных показателей высокочастотной сушки: Дис. …канд.техн.наук: 05.20.01. – Л., 1955. – 150с.: ил.
5. Кузин А.М. Предпосевное облучение сельскохозяйственных культур./ А.М. Кузин. – М.: Агропромиздат, 1974. – 120 с.: ил.
6. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести: ГОСТ 12038-84; Введен 01.07.86. М.; ИПК Из-во стандартов. 2004. – С. 34-38.
7. Зерно. Метод определения влажности: ГОСТ 13586.5-93; Введен 01.01.95. ИПК Из-во стандартов. 2004. – С. 82-86.

Все статьи автора «Татьянченко Инна Сергеевна»