Послеуборочная обработка семян

 

Послеуборочная обработка семян конопли составляет три основные производственные операции: предварительную очистку, сушку, окончательную очистку и сортировку. Назначение этих операций - довести семена до установленных стандартом кондиций. За посевными качествами семян конопли должно отвечать требованиям ДСТУ 2240-93 «Семена сельскохозяйственных культур, сортовые и посевные качества. Технические условия».

Очистка и сортировка семян. Очистка и сортировка семян конопли, как и других сельскохозяйственных культур, основано на различии физико-механических свойств отдельных частиц, составляющих зерновую смесь (коэффициент парусности, размеры семян, их форма, характер и состояние поверхности, удельный вес, упругость). Наибольшее распространение для очистки и сортировки семян конопли получили способы разделения смеси за парусностью и размером ее частиц. В обоих случаях распределение смеси происходит вследствие разности аэродинамических свойств составляющих частиц, показателем которых является коэффициент парусности, или критическая скорость воздушного потока.

Семенной материал можно разделить воздушным потоком только в том случае, если критические скорости семян и примесей различны.

Семена конопли можно разделить на фракции по их толщине, ширине или длине в зависимости от того, по какому из этих признаков они имеют разницу. При этом толщина - наименьший размер, ширина - средний и длина - наибольший размер. Разделение по толщине и длине осуществляется на решётах с продолговатыми и круглыми отверстиями, размер которых не препятствует проходу семян сквозь решето.

Для распределения семян по длине используют триеры, что представляют собой цилиндры, на внутренней поверхности которых есть ячейки. Подбором необходимого размера ячеек можно обеспечить выделение из семенного материала фракций с длиной частиц определённого размера.

Поскольку очистка и сортировка семян конопли основаны на различии физико-механических свойств, составляющих зерновую смесь компонентов, то для подбора решёт зерноочистительных машин и определение необходимых скоростей воздушного потока необходимо знать основные физико-механические свойства семян конопли и сопутствующих сорняков (табл.8.6).

 

Таблица 8.6 - Основные физико-механические свойства семян конопли и сопутствующих сорняков (по данным А.П.Горшкова, 1978 г.).

 

Семена конопли и сорняков	Размер семян, мм			Критическая скорость, м/с	Коэффициент трения по алюминию		Угол естественного откоса, град.	Масса 1000 семян, г
	Длина	то X	Толщина		динамический	статический
Конопля	3,0-5,5	2,0-4,3	2,2-3,5	1,52-9,72	0,16-0,93	0,17-1,0	24-46	12,3-33,6
Горчак березковидный	2,0-3,6	1,0-2,2	1,0-2,2	1,52-6,88	0,44-1,09	0,57-3,73	33,0-44,6	1,5-2,7
Просо куриное	1,8-4,0	1,0-2,4	0,7-1,6	1,52-6,88	0,36-1,09	0,36-2,14	36,0-48,4	1,9-2,7
Вьюнок полевой	2,3-4,7	1,5-4,0	1,0-2,8	1,52-9,72	0,26-1,09	0,36-1,73	41,6-49,0	8,1-11,5
Амброзия	3,0-4,5	1,4- 2,4	1,4-2,3	1,52-7,68	0,26-1,09	0,17-1,19	23,1-41,6	3,4-3,9

 

Из приведённых данных получается, что для отделения семян конопли от семенной смеси, а также для их сортировки следует использовать разницу в парусности, ширине и толщине семян. Для осуществления этого процесса необходимо применять пробивные решёта с продолговатыми и круглыми отверстиями в сочетании с воздушным потоком.

Большинство зерноочистительных машин общего назначения вполне пригодны для очистки и сортировки семян конопли, но при этом важное значение имеет правильный подбор решёт. Для обеспечения универсальности зерноочистительных машин их обычно поставляют с комплектом сменных решёт с указанием, под какие культуры они применяются. Сортировка семян конопли и очистки их от посторонних примесей можно делать как на простых зерноочистительных машинах ОВС-25, ОВП-20А, СМ-4, так и на сложных, например, на «Петкус гигант» К-531/1 и других.

Качество очистки на указанных машинах зависит от правильного подбора решёт и скорости воздушных потоков в распирационных каналах. Положительных результатов достигают при установке верхних колосовых решёт с круглыми отверстиями диаметром 5-7 мм и нижних подвесных с продолговатыми отверстиями шириной 1,7-2,2 мм. Средние сортировальные решёта устанавливают с круглыми или продолговатыми отверстиями, размеры которых меньше, чем у колосовых, и больше, чем у подвесных решёт.

Оптимальная скорость вертикального воздушного потока в каналах при распирационной очистке находится в пределах 5-6 м/сек. Набор решёт и установка скорости воздушных потоков в распирационных каналах в каждом отдельном случае необходимо проверять пробными обработками семян. Правильно налаженная зерноочистительная машина не должна давать потерь полноценного семени конопли в отсеве с крупными примесями, а также в выходе из вентилятора.

Если в исходном материале содержатся семена сорняков (горчак березковидный, вьюнок полевой) или злаковых культур, которые нельзя отделить воздушным потоком и решётами, включают триерную группу зерноочистительных машин.

Сушка семян конопли. Семена конопли длительное время можно хранить только при условии оптимальной влажности, которая не должна превышать 13 %. При более высокой влажности заметно усиливается физиологическая активность семян и микроорганизмов, находящихся в семенном материале. Особенно опасен в данном случае процесс самосогревания, когда одновременно с усилением дыхания и развития микроорганизмов происходит быстрое повышение температуры семян, что пагубно действует на их жизнеспособность.

Метеорологические условия часто бывают неблагоприятными для успешного проведения уборки семенных посевов конопли. В зависимости от срока и способа уборки, количества осадков, среднесуточных температур воздуха как в перед уборочный период, так и в период уборки в широких пределах будет изменяться и состояние семян, полученных при уборке. В таблице 8.7 приведён состав семенного материала, полученного при сравнительно благоприятных погодных условиях, но при разных сроках и способах уборки семенных посевов конопли.

Влажность семенного материала зависит от степени зрелости семян в день сбора. При комбайновом сборе она, как правило, выше, чем при раздельном. Объясняется это тем, что в семенном материале комбайнового сбора содержатся примеси и недозревшие семена с высокой влажностью. В случае же раздельного сбора семян, соцветия значительно подсыхают в снопах до обмолота. Однако при проведении раздельного сбора при неблагоприятных погодных условиях, намолоченное семя также имеет высокую влажность и засорённость.

 

Таблица 8.7 - Склад семенного материала при разных сроках и способах уборки конопли (по данным С.Н.Ляшенко и И.Л.Нечипоренко,1978 г.).

 

Способ сбора	Процент зрелых семян в соцветиях в день уборки	Влажность семенного материала, %	Состав семенного материала (по массе), %
			Зрелые семена		Недозревшие семена		Примеси
			%	Влажность, %	%	Влажность, %	%	Влажность, %
Комбайновый	76	27,6	62	19,3	21,0	33,2	17,0	51,0
	87	24,2	74	20,0	11,0	32,7	15,0	38,4
	95	17,7	88	16,2	5,0	23,3	7,0	31,8
Раздельный	97	15,0	95	14,9	2,6	17,1	2,1	22,1
	99	14,1	98	14,0	1,4	16,4	0,6	16,8

 

При уборке семенных посевов конопли не всегда возможно сразу же провести очистку и сушку семян до кондиционной влажности, его определённое время хранят в мешках или слоем различной толщины на токах или в кладовых. Если в данном случае не будут выполнены необходимые условия сохранения семян, то произойдёт снижение его посевных качеств.

Проведёнными исследованиями по сохранению свежесобранных семян конопли установлено, что интенсивность процесса самосогревания в значительной степени зависит от влажности семян, их засорённости, толщины слоя и длительности сохранения. Чем выше влажность и засорённость семян, тем интенсивнее протекает процесс самосогревания, тем быстрее снижаются его посевные качества.

Свежесобранные семена влажностью до 18 % доводят до кондиционного состояния с помощью естественного солнечного или воздушной сушки. В условиях высокой влажности семена подвергают искусственной сушке в зерносушилках нагретым воздухом или смесью топочных газов с воздухом.

При благоприятных метеорологических условиях и поздних сроков уборки, семена конопли могут иметь невысокую влажность (15-17 %). Такое семя при хранении в мешках или слоем определённой толщины практически не согревается, но при длительном хранении всхожесть их все-таки несколько снижается, потому что в семенной массе всегда присутствует недозревшие или повреждённые семена, легко повреждается микроорганизмами. Поэтому для лучшего сохранения высоких посевных качеств свежесобранные семена необходимо сразу же после уборки дополнительно очистить и просушить до кондиционной влажности.

Опытами по естественной сушки семян конопли установлено, что с увеличением толщины слоя интенсивность испарения влаги резко уменьшается, а продолжительность сушки соответственно увеличивается. При влажности семян выше 20 % естественную сушку целесообразно применять только для небольших партий его и при наличии достаточных площадей, обеспечивающих возможность размещения семян слоем 3-5 см. С увеличением толщины слоя продолжительность сушки увеличивается настолько, что применение этого приёма становится нецелесообразным из-за возможной порчи семян. Для ускорения естественной сушки семена периодически перемешивают.

При солнечной и воздушной сушке семена рассыпают ровным слоем и периодически перелопачивают, используя для этого зернопогрузчики и зернопульты. Солнечная сушка снижает влажность зерна на 2-3 % за сутки, а воздушная - на 1 %. Пропускания семян через зернопогрузчик за 1 раз снижает влажность не более как на 0,5 %.

На случай поступления на ток большого количества семян конопли с повышенной влажностью естественная сушка становится неэффективной из-за значительных затрат труда и потребности в больших площадях для размещения семян, а при неблагоприятной погоде оно вообще неприемлемо. В этом случае все семена с повышенной влажностью должны иссушаться на зерносушилках, что обеспечивает высокую производительность при незначительных затратах труда. Исключительно важное значение в данных условиях имеет режим сушки, который характеризуется следующими основными параметрами: температурой и относительной влажностью теплоносителя, поступающего в сушилку; температурой максимального нагрева семян в процессе сушки; экспозицией сушки и скоростью движения теплоносителя в сушильной камере.

Для установления оптимального режима сушки выходят из термостойкости семян, т.е. допустимой температуры их нагрева и длительности пребывания в нагретом состоянии, при которых полностью сохраняются посевные качества семян. Повышение температуры теплоносителя ускоряет процесс сушки и, следовательно, повышает производительность зерносушилок. Однако при постоянной экспозиции температура теплоносителя может быть повышена только до определенного предела, потому что чрезмерное нагревание отрицательно влияет на качество семян.

В таблице 8.8 приведены данные по термостойкости семена конопли различной влажности, установленные лабораторным путем.

 

Таблица 8.8 - Изменение всхожести семян конопли в зависимости от температуры и продолжительности нагрева (по данным С.Н.Ляшенко и И.Л.Нечипоренко, 1978 г.).

 

Температура нагрев семена, С	Начальная влажность семян, %	Продолжительность нагрева, мин.
		5	10	20	40	60	80	100	120
		Изменение всхожести семян  (в % к контролю)
40	16					12	5	11	11
	20					0	1	0	-1
	24					2	3	2	-3
	29					7	7	6	-13
50	16			7	10	4	12	13	3
	20			0	0	2	-1	-1	0
	24			3	5	-4	-11	-17	-19
	29			7	10	-20	-25	-27	-25
60	16			11	17 1	10	6	0	16
	20			3	3	3	0	-4	-14
	24			-7	-10	-15	-18	-19	-21
	29			-18	-27	-35	-28	-37	-41
70	16		3	0	-4	-6	-8	-18	-21
	20		11	10	-4	-12	-14	-10	-18
	24		-2	-11	-16	-19	-25	-29	-38
	29		-8	-21	-17	-15	-44	-48	-51
80	16	16	19	11	-9	-37	-49	-60
	20	12	5	-35	-40	-58	-74
	24	-3	-10	-23	-56	-89
	29	-5	-8	-27	-93	-95
90	16	-6	-26	-57	-94
	20	-5	-40	-65	-100
	24	-24	-62	-87	-100
	29	-28	-70	-100	о

 

С увеличением влажности семян допустимая температура нагрева и продолжительность теплового воздействия на них при сушке уменьшаются. В условиях ранних сроков уборки конопли на ток поступает до 20-25 % незрелых семян высокой влажности. Допустимая температура нагрева семян, которые не созрели при сушке, значительно меньше, чем для зрелых семян (табл.8.9).

Следовательно, при наличии в семенном материале семян, что не созрело, снижается термостойкость всей массы. В связи с этим при сушке свежесобранных семян конопли, которые содержат 10-25 % незрелые, температуру теплоносителя, установленную на среднюю влажность, уменьшают на 5-10 °С.

 

Таблица 8.9 - Влияние температуры и продолжительности нагрева на сходство биологически зрелого и незрелые семена конопли (по данным С.Н. Ляшенко и И.Л.Нечипоренко, 1978 г.).

 

Температура нагрев семена, °С	Состояние зрелости семена	Влажность семян, %	Продолжительность нагрева, мин.
			5	10	20	40	60	80	100	120
			Изменение всхожести семян (в % к контролю)
40	Зрелое	17,8			1	0	2	0	0	3
	Недозревшие	26,6			-1	1	4	9	-4	-7
50	Зрелое	17,8			0	2	1	2	4	3
	Недозревшие	26,6			1	-1	-7	-12	-17	-26
60	Зрелое	17,8	4	1	1	2	4	3	3	4
	Недозревшие	26,6	2	-2	-9	-16	-20	-26	-30	-41
70	Зрелое	17,8	3	2	0	-5
	Недозревшие	26,6	11	-19	-25	-33
80	Зрелое	17,8	1	-1	-9	-16
	Недозревшие	26,6	23	-30	-51	-100
90	Зрелое	17,8	-2	-19	-65	-93
	Недозревшие	26,6	28	-45	-97	-100

 

Техника сушки семян конопли на зерносушилках отличается от сушки семян других сельскохозяйственных культур только тепловыми режимами, установленными в зависимости от состояния собранного вороха семян. За много лет эксплуатации правила подготовки зерносушилок к работе, приёмы ведения и управления процессом сушки достаточно хорошо изучены и должны выполняться в соответствии с указаниями, изложенных в руководстве по устройству, применению и уходу за машиной.

Для обеспечения высоких посевных качеств семян процесс сушки должен непрерывно контролироваться. Для этого необходимо: через каждые 10-15 минут проверять температуру теплоносителя, входящего в сушилку (отклонение не должно превышать ± 5 °С); не менее одного раза за час измерять температуру семян на выходе из сушильной и охладительной частей зерносушилки; следить за работой загрузочных и разгрузочных транспортеров семян, не допускать забивания их посторонними примесями; не допускать выноса полноценного семени теплоносителем; из каждой партии семян отбирать пробы для определения влажности и всхожести высушенных семян.

В зерносушилках семена высушивают конвентивно-контактным способом в подвижном слое, в который нагнетают горячую газовоздушную смесь - теплоноситель и сухой (агент сушки). Семена перемешиваются с небольшой скоростью в потоке теплоносителя. Зерносушилка должна обеспечить определённый и постоянный режим сушки, что регулируют температурой теплоносителя, толщиной слоя семян и скоростью движения теплоносителя через слой семян.

По типу сушильной камеры зерносушилки разделяют на барабанные и шахтные. Сейчас используют передвижные и стационарные зерносушилки непрерывного действия с принудительной подачей теплоносителя и механизированной загрузкой и выгрузкой семян.

В барабанных зерносушилках семена движутся вдоль вращающегося барабана в потоке теплоносителя.

В шахтных зерносушилках семена движутся вниз под действием силы тяжести, а навстречу ему - теплоноситель.

При правильной эксплуатации зерносушилки обеспечивают высокие посевные качества семян при незначительных затратах труда. На основании результатов лабораторных исследований и многочисленных опытов, проведённых в Институте лубяных культур, были установлены основные параметры режимов сушки свежесобранных семян конопли на шахтных и барабанных типах зерносушилок (табл. 8.10).

 

Таблица 8.10 - Режим сушки семян конопли на зерносушилках различного типа (по данным С.Н.Ляшенко С.Н. и И.Л.Нечипоренко, 1978 г.).

 

Начальная влажность семян, %	Температура теплоносителя, °С	Экспозиция сушки, мин.	Съём влаги, %	Допустимая температура нагрева семян, °С
Шахтные сушилки
До 15	90	40	До 4,0	60
15,1-18	80	40	До 4,5	55
18,1-21	75	60	До 5,0	50
21,1-25	70	60	До 5,5	45
25,1-30	65	60	До 5,5	40
Более 30	55	60	До 6,0	35
Барабанные сушилки
До 15	80	14	До 3,0	60
15,1-18	100	20	До 6,0	55
18,1-21	120	20	До 7,0	50
21,1-25	110	20	До 7,5	45
25,1-30	100	20	До 8,0	40
Более 30	90	20	До 9,0	35

 

После сушки семена охлаждают до температуры, превышающей температуру окружающей среды не более чем на 10-15 °С. Запрещается закладывать нагретое зерно на хранение, потому что оно может потерять товарные качества. Влажность семян за один пропуск через шахтную зерносушилку можно снизить с 25 до 19 %, через барабанную - с 25 до 17 %.

Промышленность серийно выпускает стационарные барабанные зерносушилки СЗСБ-8А и передвижные СЗПБ-2,5; шахтные стационарные СЗШ-16А, М-839, М-819 и передвижные КЧ-УСА.

В зависимости от особенностей конструкции некоторых зерносушилок шахтного типа (разница в емкостях шахты, в скоростях движения теплоносителя и др.) отдельные параметры указанных режимов сушки могут несколько меняться в ту или иную сторону. Однако во всех случаях необходимо строго выдерживать и регулярно контролировать температуру нагрева семян при сушке, она должна замеряться на выходе из сушильной камеры и не должна превышать допустимую для данной партии семян.

Для поддержания нормальной влажности семян в процессе хранения продувают воздухом (подвергают активному вентилированию). Температура семян при этом снижается и устраняется самосогревания.

Промышленность выпускает бункеры активного вентилирования БВ различной вместимости, которые можно объединять в отделение.

Бункер активного вентилирования БВ предназначен для временной консервации и подсушивания семян. Это металлический цилиндр с отверстиями, установленный на подпорках. В середине цилиндра есть перфорированный цилиндр, который используют как воздухораспределительную трубу. Кольцевой зазор между цилиндрами заполняют семенами. Бункер полностью заполняют семенами, когда его влажность не превышает 22, а при влажности 28 – 30 % - наполовину.

Холодное или подогретое электронагревателем воздух вентилятор нагнетает во внутренний цилиндр. Проходя через слой семян, воздух его охлаждает.

Вместимость бункера БВ составляет 40 т. Из четырёх таких бункеров составляют отделение вентилируемых бункеров ОБВ-160 ёмкостью 160 т. Такое отделение можно использовать самостоятельно или в составе зерноочистительных агрегатов и зерноочистительно-сушильных комплексов.