Uscarea știuleților de porumb

​La porumb, umiditatea boabelor pe același știulete este variabilă: boabele de la vârf au umiditatea cea mai mare, cele de la bază au umiditate mijlocie, iar cele de la mijlocul știuletelui au cea mai mică umiditate. La un bob de porumb, umiditatea cea mai ridicată o are embrionul, care ocupă și un volum mai mare comparativ cu al celorlalte cereale.

---

Umiditatea rahisului este mult mai mare decât cea a boabelor. Între umiditatea acestora există o relație constantă. Astfel, un exemplu poate fi edificator: la o umiditate de 16,1–17,9% a boabelor, umiditatea rahisului este de 23,5%; la umiditatea de 21,1–22,0% a boabelor, umiditatea rahisului este de 36,0%, iar la o umiditate de 29,1–30,0% a boabelor, umiditatea rahisului este de circa 56%.
Higroscopicitatea știuleților este ridicată datorită structurii și compoziției rahisului. Schimbul de umiditate între rahis și mediul înconjurător se realizează în bună parte prin intermediul embrionului care este situat în alveola rahisului, ceea ce face ca embrionul să se afle permanent într-un mediu umed, favorabil deprecierii lui.
Umiditatea ridicată a porumbului la recoltare expune semințele la acțiunea mucegaiurilor și a gerului, de unde decurge necesitatea uscării acestuia în timp util, variabil cu zona climatică.
Uscarea semințelor de porumb se face până la realizarea unei umidități de 12-14%, în instalații speciale, care dispun de posibilitatea de a regla și controla temperatura agentului termic.
Procesul de uscare la porumbul pentru sămânță parcurge câteva etape determinate de specificul uscării în știuleți, de umiditatea acestora și de valorile parametrilor agentului de uscare. Aceste etape sunt: a) perioada de încălzire; b) perioada vitezei constante de uscare (faza I); c) perioada de stagnare; d) perioada vitezei constante de uscare (faza a II-a); e) perioada vitezei descrescânde de uscare.
Perioada de încălzire este de 4–5 ore. În decursul acestei perioade nu este indicat să se folosească valori ridicate de temperatură, deoarece pot surveni fenomene de șiștăvire sau de călire a învelișului boabelor.
Perioada vitezei constante de uscare (faza I). Reducerea umidității din boabe în timpul acestei etape decurge uniform până în momentul când rahisul ajunge la temperatura la care începe evaporarea apei de la suprafața lui și migrarea acesteia din interior; apa de la suprafața boabelor se evaporă relativ repede și cu o viteză constantă.
Uscarea decurge într-un ritm cu atât mai accelerat cu cât umiditatea semințelor este mai mare. Ea mai depinde de temperatura agentului termic, de umiditatea relativă și de presiunea aerului insuflat. La uscarea știuleților apare însă o stagnare a difuziunii interne a umidității boabelor, fapt care oferă o explicație pentru perioada următoare.
Perioada de stagnare – umiditatea de la suprafața și din interiorul rahisului care migrează către exterior întâlnește în cale boabele de porumb. Inițial acestea aveau și o umiditate mai mică, însă în acest moment ele se găsesc în perioada constantă de uscare, dar mișcarea apei din rahis provoacă o stagnare a ritmului de uscare a boabelor și în cele mai multe cazuri ridică procentul lor de umiditate. Stagnarea este cu atât mai lungă cu cât umiditatea inițială a rahisului este mai ridicată și grosimea stratului de știuleți mai mare.
Perioada vitezei constante de uscare (faza a II-a) după ce prin eliminarea surplusului de umiditate din rahis, se stabilește un echilibru între rahis și boabe, reducerea umidității din boabe continuă cu o viteză constantă.
Perioada vitezei descrescânde de uscare – în această perioadă, umiditatea rahisului devine mai mică decât umiditatea boabelor și suprafața acestuia este uscată. Viteza de uscare este determinată numai de difuziunea internă a umidității. Pentru accelerarea acestei difuziuni este indicat să se ridice temperatura agentului termic până la limita maximă admisă (43 grade Celsius). La sfârșitul acestei perioade, evaporarea apei se micșorează simțitor, iar viteza de uscare scade brusc tinzând către valoarea zero.
Deși uscarea în știuleți este neeconomicoasă datorită faptului că necesită folosirea de energie în plus pentru uscarea rahisului, ea este totuși larg răspândită, deoarece se poate obține o sămânță de calitate mai bună decât la uscarea separată a boabelor. La utilizarea acestui mod de uscare germenele semințelor, încastrat în alveola rahisului, este bine protejat de șocul pe care îl produce agentul termic când este bine dirijat. Astfel se împiedică deshidratarea rapidă și fisurarea germenului.
În afară de consumul suplimentar de energie pentru uscarea rahisului trebuie reținut și faptul că datorită rezistenței slabe a masei de știuleți la trecerea agentului termic se consumă mai mult aer cald, implicit mai multă energie și pentru insuflarea lui.
În literatura de specialitate se regăsesc recomandări pentru uscarea mai economică a porumbului pentru sămânță în două faze: - uscarea știuleților până la o umiditate a boabelor de circa 18–20%, umiditate la care prin batozare se înregistrează un procent minim de semințe deteriorate; - uscarea în continuare a boabelor rezultate la batozare până la o umiditate de 12–14%.
Se recomandă de asemenea aplicarea sistemului de “dryaerare”, care constă în următoarele: semințele se usucă până la umiditate de 14–16%, după care se trec într-o celulă de siloz fără răcire și sunt lăsate în repaus pentru 6–10 ore, după care sunt supuse aerării active; se realizează astfel o reducere a umidității cu până la 2% în condițiile unei eficiențe sporite. Acest procedeu nu este specific semințelor de porumb, el putând fi aplicat cu același succes și la uscarea altor semințe.
În instalațiile pentru uscarea porumbului, încălzirea agentului termic se face cu gaz sau motorină, gazele de ardere amestecându-se cu aer cald și introducându-se apoi în celulele de uscare cu ajutorul unui ventilator. O instalație de control automat supraveghează arderea combustibilului astfel ca temperatura agentului termic să fie constantă în cadrul limitelor prescrise. A fost proiectat un generator de aer cald, care folosește drept combustibil rahisul de porumb, aerul încălzindu-se indirect printr-un schimb de căldură.
Acest generator este conceput cu un aerator de combustibil solid, funcționând cu deșeuri agricole. El se compune din: - două focare (cameră) pentru arderea deșeurilor; - două alimentatoare ale camerelor de ardere; - două schimbătoare de căldură; - instalație de automatizare amplasată în casa generatorului; - coșuri de fum și tubulatură de legătură între generator și camera de amestec.
Principalele caracteristici tehnice sunt: - puterea calorică a rahisilor = 3500kcal.; - temperatura agentului termic = 40–45 grade Celsius; - temperatura gazelor la intrarea în schimbător = 800 grade Celsius; - temperatura gazelor la ieșirea din schimbător = 150 grade Celsius; debitul de aer pentru uscare = 80.000 metri cubi/oră; - debitul de aer pentru ardere = 28.000 metri cubi/oră; - consum de deșeuri = circa 410 kilograme/oră.
Camera de amestec este construită din beton având un perete format din jaluzele, care permit debitarea aerului atmosferic și tubulatură pentru aerul cald primit de la generator.
În această cameră este amplasat și un ventilator centrifugal necesar pentru insuflarea agentului termic în uscător. Legătura dintre camera de amestec și cele două tunele ale uscătorului se face printr-un alt tunel care are sibare ce pot dirija agentul termic în unul sau celălalt tunel.
Instalația de automatizare cuprinde: dispozitive de pornire și oprire a benzilor de alimentare și de evacuare; traductorii de temperatură ai fiecărei celule; dispozitivele de pornire și de oprire a ventilatorului.
 
Tehnologia de uscare
Înainte de punerea în funcțiune a uscătorului este necesar să se verifice următoarele: - etanșarea ușilor de la celule lăsând deschise numai pe cele de admitere și evacuare a agentului termic; eliminarea în totalitate a boabelor de la porumbul uscat anterior; existența și buna funcționare a tuturor instalațiilor pentru măsurarea temperaturii și a presiunii aerului.
După executarea acestor verificări se procedează la umplerea celulelor cu știuleți. Pentru ca presiunea statică a aerului insuflat să fie uniformă în toată masa, în vederea obținerii unei uscări uniforme, stratul de știuleți trebuie să aibă o poziție paralelă față de fundul înclinat al celulei. Se recomandă ca inițial acest strat să fie mai înalt cu 0,3–0,5 metri în partea superioară a planului înclinat, deoarece în timpul uscării volumul știuleților se reduce la circa 73% din cel inițial și drept urmare o parte din ei alunecă pe pantă.
Înălțimea stratului de știuleți de porumb în celule variază în funcție de grupa de hibrizi și de umiditatea boabelor. Pentru a se putea controla înălțimea de încărcare, pereții interiori ai celulelor trebuie marcați cu benzi colorate la înălțimile de 2,0-2,5-3,0-3,5 metri.
Paralel cu mărirea stratului de știuleți, crește în același timp și presiunea statică, astfel că uscarea pretinde un interval de timp mai lung. De asemenea, dacă la încărcarea celulelor, boabele desprinse nu se împrăștie pe întreaga suprafață a celulei, ci cad în anumite porțiuni a planului înclinat, se creează pungi prin care aerul nu poate pătrunde. În aceste pungi, presiunea statică fiind mai mare, uscarea știuleților se face neuniform, iar în cazuri extreme poate avea loc chiar mucegăirea sau încolțirea boabelor. Temperatura de uscare a agentului termic trebuie să fie de maximum 43 grade Celsius, variind în funcție de umiditatea semințelor.
Pentru obținerea unei eficiențe maxime a uscării, agentul termic se refolosește respectându-se următoarea regulă: cel proaspăt încălzit, mai uscat, se introduce în celulele cu porumb mai uscat, iar agentul termic mai rece, folosit, se introduce în celulele cu porumbul mai umed. Se permite astfel trecerea aerului cu temperatura și puterea de uscare cea mai ridicată prin porumbul cu umiditatea cea mai mare.
 
Victor VĂTĂMANU